• Главная
  • rss-лента сайта solo-project.com


Экспериментальные характеристики магнитных сэндвичей

Для экспериментального исследования магниторезистивных, магнитных и электрических свойств напылялись пленки с многослойной структурой: NiFeCo(5HM)/CoFe(l,25 HM)/Cu/CoFe(l,25 нм)/ NiFeCu(5 нм)/Та(5 нм), в которых тонкопленочные слои NiFeCo и CoFe образуют двухслойную среду обменного взаимодействия. Как видно из рис. 7.9, а, с увеличением толщины т медной прослойки относительное магнетосопротивление ∆р/р этих пленок монотонно уменьшается. Экспериментальные значения ∆р/р, обозначенные крестами, точками и кружками соответствуют большому, малому и среднему содержанию кобальта в слоях NiFeCo. Для большого содержания кобальта относительное магнетосопротивление пленок несколько выше, чем для малого и среднего. Измерения показали, что величина Ар/р почти не зависит от толщины слоя NiFeCo. Обменное поле минимально при толщине прослойки около 1,5 нм.

Чем больше электрическое сопротивление магниторезистивного материала чувствительного элемента, тем выше уровень сигнала воспроизведения. Электрическое сопротивление магниторезистивных элементов из рассматриваемых материалов составляет 15-30 Ом, что заметно больше, чем для таких же по размерам элементов, сформированных из анизотропного магниторезистивного материала.



Рис. 7.9. Экспериментальные характеристики магнитных сэндвичей

С повышением температуры магниторезистивного элемента возрастает его электрическое сопротивление. На рис. 7.9, б приведены экспериментальные результаты для элемента в виде полосы длиной 68 мкм и шириной 10 мкм, изготовленной из многослойного материала со структурой: NiFeCo(4 HM)/CoFe(1,5 HM)/CuAgAu(1,55 HM)/CoFe(1,5 HM)/NiFeCo(4 нм)/Та(10 нм) (верхняя и нижняя кривые соответствуют задающему току 5,0 и 0,1 мА на 1 мкм ширины элемента). Измерения проводились при магнитном насыщении образца вдоль оси легкого намагничивания, ориентированной в продольном направлении. В то же время возрастание температуры приводит к уменьшению магнетосопротивления.

Увеличение задающего тока вплоть до 5 мА/мкм (при этом плотность тока равна 0,4*108А/см2) не приводит к существенному изменению электрического сопротивления рассматриваемых многослойных образцов независимо от параллельной или антипараллельной ориентации намагниченности магнитных слоев.

При пропускании задающего тока плотностью от 107 до 108 А/см2 в течение одного часа температура многослойного элемента увеличивается до 200 °С, при этом ухудшения магнитных и магниторезистивных свойств элемента не наблюдалось.

Многослойные образцы, содержащие слои CoFe/Cu, обладают хорошей термостабильностью при повышении температуры до 250 °С. Такая температура не нарушает технологический цикл изготовления магниторезистивных преобразователей, например, воспроизводящих головок для накопителей информации.

Термическая обработка многослойного образца NiFeCo(4,0 нм)/ CoFe (1,5 нм)/Сu(4,0 HM)/CoFe(1,5 HM)/NiFeCo(5,6 нм)/Та (10 нм) при температуре 275 °С, существенно повышает электрическое сопротивление, которое, вероятно, обусловливается преимущественно окисленным верхним танталовым слоем и без которого термообработка незначительно влияет на электрическое сопротивление.

Изготовленные чувствительные элементы из многослойного материала с подобной структурой выдерживались при температуре 350 °С в течение нескольких часов. При этом их магнитные и магниторезистивные свойства почти не изменялись, что можно объяснить относительно слабой диффузией на границе слоев CoFe/Cu. Однако диффузионный процесс существенно активизируется с повышением температуры. Как показывает эксперимент, магнитные и магниторезистивные свойства многослойных образцов, содержащих слои NiFe/Cu начинают ухудшаться при нагревании выше 200 °С.

В процессе изготовления магниторезистивных элементов возникают анизотропные напряжения, приводящие к изменению магнитных свойств. Такие изменения тем меньше, чем меньше магни- тострикция. Поэтому магнитные материалы, из которых формируется чувствительный элемент, должны обладать незначительной магнитострикцией. К таким материалам можно отнести сплавы (20%Со, 60%Ni, 20%Fe) и (95% Со, 5%Fe).

Рассмотренные экспериментальные результаты позволяют сделать вывод о том, что нет принципиальных ограничений для использования многослойных материалов со слабым магнитным взаимодействием, т.е. материалов с небольшим числом магнитных слоев, при изготовлении чувствительных магниторезистивных элементов различного назначения.

Суперкомпьютеры

Высокопроизводительные вычислительные системы, суперЭВМ, принято считать форпостом компьютерной техники. Они в значительной...

читать далее

Интегральная схема

В современном представлении интегральная схема - конструктивно законченное изделие электронной техники, содержащее...

читать далее

Нанотранзистор

При достижении размера элементов около 100 нм произойдет смена доминирующей в настоящее время КМОП-технологии...

читать далее