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NiFe/Cu/NiFe 박막과 YBa2Cu3O7−x 박막 사이 NiO 층의 두께에 따른 전류전달효과에 의한 음의 자기저항비 특성 연구

한국자기학회지, Volume 29, Number 2, 30 Apr 2019, Pages 34-41
카지드마 (상지대학교 일반대학원 동서의료공학과), 강병욱 (상지대학교 한방의료공학과), 최종구 (상지대학교 한방의료공학과), 이상석 * (상지대학교 한방의료공학과), 양우일 (상지대학교 응용물리전자학과)
Abstract
코닝유리와 사파이어/YBa2Cu3O7−x(YBCO) 박막 위에 거대자기저항-스핀밸브(giant magnetoresistance-spin valve, GMR-SV) 다층박막을 마그네트론 스퍼터링법으로 제작한 후 시료를 상온과 액체질소 상의 온도 77 K에서 측정한 자기저항(magnetoresistace, MR) 곡선으로부터 그 특성을 비교 분석하였다. 하이브리드형 고온초전도체 박막과 GMR-SV 다층박막은 NiO의 두께가 10 nm 일 때 77 K에서 측정한 MR 곡선으로부터 얻은 음의 MR 비, 교환결합세기(Hex), 보자력(Hc)는 각각 −7.7%, 120 Oe, 125 Oe 이었다. 그러나 NiO의 두께가 60 nm 일 때, MR 비는 +7.3 %이었다. glass/NiO/NiFe/Cu/NiFe/Ta 다층박막은 선형적인 전류-전압 (I-V) 곡선을 보여주고 있으며 틈층의 반강자성체인 NiO 두께가 10 nm, 60 nm인 Al2O3/YBCO/NiO/NiFe/Cu/NiFe/Ta 다층박막은 77 K에서 전류값이 1.67 mA 일 때 저항값은 각각 1.15 Ω와 59.4 Ω에서, 전류값이 15.7 mA 일 때 저항값은 각각 1.02 Ω와 50.2 Ω으로 감소하는 비선형 특성을 보였다. 4단자 측정법으로 얻은 반전된 MR 곡선과 비선형 I-V 곡선은 YBCO 박막의 저항값이 0 일 때 전류전달효과가 이루어지는 현상으로 설명하였다.

The magnetoresistance (MR) curves of giant magnetoresistive-spin valve (GMR-SV) multilayer on Corning glass and sapphire/ high-temperature superconductor (HTS) YBa2Cu3O7−x (YBCO) film fabricated by magnetron sputtering were compared and analyzed. Hybrid type HTS and GMR-SV multilayer film with antiferromagnetic NiO thickness of 10 nm has a negative MR ratio of −7.7 %, an exchange coupling field (Hex) of 120 Oe, a coercive force (Hc) of 125 Oe, respectively. However, there is exist a positive MR ratio of +7.3 % in case of NiO thickness of 60 nm. The glass/NiO/NiFe/Cu/NiFe/Ta multilayer showed linear current-voltage (IV) curve, but the Al2O3/YBCO/NiO(10 nm, 60 nm)/NiFe/Cu/NiFe/Ta multilayer showed a nonlinear I-V curve in which the resistance value of 1.15 Ω and 59.4 Ω decreased to 1.02 Ω and 50.2 Ω when the current of 15.7 mA increased to 1.67 mA, respectively. This results are explained by the current transfer effect in the 4-probe electrode measurement method occurred when the resistance of the YBCO film is 0.

 
Keywords: NiO; YBa2Cu3O7−x(YBCO); 틈층; 전류-전압(I-V) 곡선; 비선형; 4-단자; NiO; YBa2Cu3O7−x (YBCO); gap layer; current-voltage (I-V) curve; nonlinear; 4-probe electrode
DOI: https://doi.org/10.4283/JKMS.2019.29.2.034