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CoFe/MnIr 박막에서 MnIr 두께에 따른 교환 결합 특성 분석

한국자기학회지, Volume 29, Number 5, 31 Oct 2019, Pages 161-165
윤석수 (안동대학교 물리학과), 김동영 * (안동대학교 물리학과)
Abstract
강자성 공명법을 이용하여 300 oC에서 열처리한 CoFe/MnIr 재료의 MnIr 두께 tAF에 따른 회전 이방성 자기장 Hra와 교환 바이어스 자기장 Hex를 분석하였다. MnIr의 임계 두께는 tc = 3.0 nm이었으며, tAF > tc 재료는 Hex 뿐만 아니라 Hra도 함께 관측되었다. 이는 MnIr 결정립의 크기 분포의 영향으로 tc 보다 두꺼운 결정립은 AF 스핀을 고정하여 Hex로 발현되고, tc 보다 얇은 결정립은 AF 스핀을 회전하여 Hra로 발현되었다. 그러므로 tAF> tc 재료에서 교환 결합 자기장 Hec = Hra + HextAF에 따라 일정하게 나타났으며, 교환 결합 에너지는 tAF에 따라 동일하게 작용함을 알 수 있었다.

We analyzed MnIr thickness dependence of exchange bias fields (Hex) and rotatable anisotropy fields (Hra) by the ferromagnetic resonance method in 300 oC annealed CoFe/MnIr(tAF) bilayers. The critical thickness of MnIr was tc = 3.0 nm, the Hex as well as Hra was appeared at tAF > tc. It was due to the grain size distribution of the MnIr. The Hex was induced by fixed AF spins of MnIr grains thicker than tc, while Hra was induced by rotatable AF spins of MnIr grains thinner than tc. The exchange coupling field Hec = Hra + Hex did not depend on the MnIr thickness at tAF >  tc, therefore, we concluded that the exchange coupling energy did not
depend on the MnIr thickness at tAFtc.
 
Keywords: 교환 바이어스; 회전 이방성; 교환 결합; 임계 두께; 강자성 공명; exchange bias; rotatable anisotropy; exchange coupling; critical thickness; ferromagnetic resonance
DOI: https://doi.org/10.4283/JKMS.2019.29.5.161