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원 모양 IrMn 기반 GMR-SV 다층박막에 대한 평면 홀 전압 특성 연구

한국자기학회지, Volume 30, Number 1, 29 Feb 2020, Pages 24-30
최종구 (상지대학교 한방의료공학과), 이상석 * (상지대학교 한방의료공학과)
Abstract
원 모양 IrMn 기반 GMR-SV형 Ta/NiFe/CoFe/Cu/CoFe/IrMn/Ta 다층박막으로 측정한 평면 홀 저항(PHR) 및 평면 홀 전압(PHV)의 특성을 조사하였다. GMR-SV 다층박막의 상호교환결합력, 보자력 및 자기저항비는 각각 12.0Oe, 5.0Oe, 5.4% 이었다. 평면홀 자기저항 곡선에서 얻은 자기저항비가 12.56%이고 자기감응도는 0.63%/Oe 이었다. PHV 곡선에서 외부 자기장 ± 12Oe 구간에서 2.4mV의 홀 전압으로 차이를 두며 선형적으로 기울기는 120 V/Oe 이었다. 전류값을 1.6mA에서 15.0mA까지 증가함에 따라 PHV과 감도(SPHV)는 모두 동일하게 선형적으로 증가하였다. PHR 센서의 감도를 향상시키는 방법의 하나로 GMR-SV 다층박막에서 상호교환결합력을 감소할 수 있는 Cu 층의 두께를 조절하는 것임을 제시하였다.

Planar hole resistance (PHR) and planar hole voltage (PHV) characteristics of circular IrMn-based giant magnetoresistance-spin valve (GMR-SV) type Ta/NiFe/CoFe/Cu/CoFe/IrMn/Ta multilayer films were investigated. The interlayer exchange coupling field, coerciviy, and magnetoresistance ratio of the GMR-SV multilayer were 12.0 Oe, 5.0 Oe, and 5.4%, respectively. The magnetoresistance ratio obtained from the PHR curve was 12.56% and the magnetic sensitivity was 0.63%/Oe. In the PHV curve, the linear slope (sensitive PHV, SPHV) was 120 V/Oe due to the voltage difference of 2.4 mV in the external magnetic field ± 12 Oe. As the current value increased from 1.6 mA to 15.0 mA, both PHV and SPHV increased linearly. As a method of improving the sensitivity of the PHR sensor, it is proposed to control the thickness of the Cu layer which can reduce the interchange coupling force in the GMR-SV multilayer.
Keywords: 평면 홀 저항(PHR) 센서; 평면 홀 전압 감도(SPHV); 상호교환결합력; 전류 방향; 자화 용이축 planar hall resistance (PHR) sensor; sensitive planar hall voltage (SPHV); interlayer exchange coupling field; current
DOI: https://doi.org/10.4283/JKMS.2020.30.1.024