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원 모양 스핀밸브 박막의 직교 4-단자법으로 측정된 자기저항 특성 연구

한국자기학회지, Volume 29, Number 6, 31 Dec 2019, Pages 231-236
최종구 (상지대학교 한방의료공학과), 이상석 * (상지대학교 한방의료공학과)
Abstract
단순형 스핀밸브의 Ta/NiFe/Cu/NiFe/Ta 자성박막을 원 모양으로 패턴하여 중심을 직교하는 전류 단자와 전압 단자로 자기저항 특성을 조사하였다. 측정 시 인가한 외부자기장 방향을 박막면에서 수평과 수직으로 각각 설정하여 회전각과 방위각에 따라 자화 용이축과 전류 방향이 서로 수직이 되도록 하고 측정한 자기저항곡선으로부터 자기저항비와 외부자기장이 0 Oe 부근에서 자장감응도를 구하였다. 외부자기장 방향을 박막면에서 수평과 수직으로 각각 설정하여 측정한 홀저항의 초기값은 1.29 이었다. 수평면상과 수직면상으로 홀저항의 변화에 따라 최대 자기저항비는 회전각과 방위각이 45o에서 각각 9.65%와 3.91%를 나타
내었다. 회전각 90o에 측정한 자기저항곡선은 외부자기장 ± 2.0Oe 이내 영역에서 선형적 대칭의 모양을 보였다. 최대 자장감응도는 10.0%/Oe이었다. 원 모양으로 미세 패턴한 스핀밸브 자성박막 소자는 높은 감도를 갖는 평면홀센서로 개발할 수 있다는 가능성을 확인하였다.

A simple spin valve Ta/NiFe/Cu/NiFe/Ta magnetic thin film was patterned as a circular form with four terminals of current and voltage to investigate the magnetoresistance characteristics. The direction of the applied magnetic field was set horizontally and vertically on the thin film surface according to the rotation angle and azimuth angle. The magnetic resistance ratio and magnetic sensitivity were obtained from the measured magnetoresistance curve. The initial hall resistance measured was 1.29 . The maximum magnetoresistance ratios of the horizontal and vertical hall resistances were 9.65% and 3.91%, respectively, when the rotation and azimuth angles were 45o. The magnetoresistance curve measured at the rotation angle of 90o was shown linear property within ± 2.0 Oe, and the maximum magnetic sensitivity was 10.0%/Oe. It has shown the possibility to develop a spin valve device having a high sensitivity by using a micro-pattern in a circular shape as a planner hall sensor.
 
Keywords: 수평면상 홀저항; 이방성 자기저항; 자화 용이축; 편각; 수직면상 직교 자기저항; 자장감응도; planner hall resistance; aisotropy magnetoresistance; magnetic easy axis; azimuthal angle; orthogonal resistance; magnetic sensitivity
DOI: https://doi.org/10.4283/JKMS.2019.29.6.231