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


Пермаллойсодержащие туннельные материалы

В последние годы внимание исследователей и разработчиков высокочувствительных магниторезистивных преобразователей привлекают многослойные тонкопленочные материалы с необычной структурой: ферромагнитный металл-диэлектрик-ферромагнитный металл. В таких материалах образуется туннельный переход, и их относительное магнетосопротивление может достигать не менее 25%. Изготовленные из них магниторезистивные элементы обладают сравнительно высокой чувствительностью. Благодаря таким свойствам данные материалы могут найти применение при изготовлении высокочувствительных элементов тонкопленочных преобразователей для регистрации магнитного поля, воспроизведения информации, записанной с высокой плотностью, и т.п.

Экспериментальные исследования показали, что относительное магнетосопротивление магниторезистивных образцов с туннельным переходом зависит от термической обработки. Исследовались тонкопленочные образцы с многослойной структурой: NiFe(17,1 нм)/Со(3,3 нм)/АlO(1,6 HM)/Co(3,3)/NiFe(17,1 HM)/FeMn(45,0 нм)/ NiFe(8,6 нм). Такая структура формировалась на термически окисленной кремниевой подложке. Тонкопленочный слой FeMn осаждался высокочастотным напылением, а остальные - магнетронным. Изолирующий слой АlO наносился на нижний магнитный слой при окислении алюминия в атмосфере кислорода в течение 35 с. Многослойные образцы подвергались термической обработке при давлении около 1,3*10-3 Па в течение одного часа во внешнем магнитном поле 80 кА/м. Измерения проводились при комнатной температуре.

Результаты измерений показали, что при изменении температуры отжига Та от 200 до 350 °С относительное магнетосопротивление ∆р/р достигает максимума, равного примерно 15% при 300 °С (рис. 8.23, кривая 1). При этом электрическое сопротивление R туннельного перехода составляет примерно 5 Ом*мм2 (рис. 8.23, кривая 2). Предполагается, что на зависимость относительного магнетосопротивления от температуры отжига влияют параметры туннельного перехода, которые изменяются при термической обработке.

При экспериментальном исследовании магниторезистивных образцов с изолирующими слоями Аl2O3 и AlN выявлена зависимость относительного магнетосопротивления ∆р/р от напряжения смещения и температуры отжига. Тонкопленочный слой Аl2O3 формировался магнетронным осаждением алюминия до толщины 1-2 нм при давлении 4*10-4 Па с последующим плазменным окислением осажденного алюминиевого слоя в течение 1,5-4,0 мин в атмосфере кислорода при парциальном давлении около 6,5*104 Па. Изолирующий слой A1N толщиной 1,5-4,0 нм осаждается при маг- нетронном напылении алюминия в атмосфере смеси газов Ar(50%),N2. Исследуемые образцы содержали магнитные слои толщиной 3-12 нм, осажденные из сплавов NiFe, CoFe и Со, а также слои из MnRh и ТbСо толщиной 15-18 нм для обеспечения обменного взаимодействия.

Многослойная структура магниторезистивного образца с туннельным переходом, образованным изолирующим слоем Аl2O3, - Та(8 HM)/NiFe(6 HM)/MnRh(15 HM)/NiFe(5 HM)/CoFe(2 нм)/А1203(2 нм)/ CoFe(12 нм). Аналогичная структура для образца с туннельным слоем AlN - Та(8 HM)/NiFe(10 HM)/A1N(20 НМ)/СО(12 нм).

Проведенные при комнатной температуре измерения показали, что относительное сопротивление ∆р/р для образцов со слоем Аl2O3 достигает примерно 24% и равно 1,5% для образцов с изолирующим слоем A1N. С возрастанием напряжения смещения величина ∆р/р для обоих видов образцов существенно уменьшается. Такая зависимость, по-видимому, обусловливается ослаблением влияния туннельного перехода с повышением напряжения смещения.



Рис. 8.23. Магниторезистивная (1) и электрическая (2) характеристики


Голографическая память

Быстродействие памяти зависит от длительности процессов записи, поиска и воспроизведения информации. Увеличение емкости...

читать далее

Один из путей развития интеграции технологических процессов заключается в создании кластерной технологической системы...

читать далее

Биокомпьютеры сегодня

Сегодня уже доказана теоретическая возможность построения ДНК-компьютеров, проведены и первые успешные эксперименты...

читать далее