Abstract
NiFe(60 $\AA$)/Co(0$\AA$$\leq$x$\AA$$\leq$15$\AA$)/Cu(60$\AA$)/Co(30$\AA$) spin valve thin films were prepared on 4$^{\circ}$ tilt-cut Si(111) substrates with a 50 $\AA$ thick Cu underlayer without applying any external magnetic field during the deposition, and the effects of inserted ultrathin Co layer on magnetic anisotropy and GMR properties of the NiFe(60 $\AA$)/Cu(60$\AA$)/Co(30$\AA$) spin valves were investigated. As the ultrathin Co layer was inserted into the NiFe/Cu interface of the spin valves, GMR ratio was increased from about 1.5% to 3.5%, and the easy axis of NiFe(60 $\AA$) layer was rotated by 90$^{\circ}$. Accordingly, it was aligned along the same direction with the easy axis of Co(30 $\AA$)layer. Therefore, squared R-H curves was obtained in the spin valves, which is favorable properties for the digital GMR devices such as MRAM. In order to investigate the change of magnetic anisotropy of NiFe layer of the spin valves in more details,XRD measurement was performed using NiFe(500 $\AA$) and NiFe(500 $\AA$)/Co(10 $\AA$) thin films on the same templates. Strong (220) NiFe peak was observed in both films regardless of the inserted Co layer, so it was thought that the variation of magnetic anisotropy of NiFe layer is from the interface effect, the change of interface from NiFe/Cu to NiFe/Co, rather than the volume effect such as the change of magnetocrystalline effect.
4$^{\circ}$기울어진 Si(111) 웨이퍼를 기판으로 사용하여 Cu(50$\AA$) 바닥층 위에 외부 자장의 인가없이 iFe(60$\AA$)/Co(0$\AA$$\leq$x$\AA$$\leq$15$\AA$)/Cu(60$\AA$)/Co(30$\AA$) 스핀밸브 박막을 형성하여, NiFe/Cu 계면에 삽입된 Co 층에 따른 스핀밸브 박막의 거대자기저항 특성의 변화와 NiFe 층의 자기이방성의 변화를 관찰하였다. NiFe/Cu 계면에 극히 얇은 Co층이 삽입됨에 따라, 스핀밸브 박막의 자기저항비는 약 1.5%에서 3.5%로 약 2배이상 증가하였고, NiFe층의 자화용이축이 90$^{\circ}$전이하여 Co(30$\AA$)층의 자화용이축과 같은 방향으로 정렬됨이 관찰되었다. 따라서, 극히 얇은 Co 층이 NiFe/Cu 계면에 삽입된 스핀밸브 박막에서 향상된 각형성(squareness)을 나타내는 자기저항곡선을 관찰할 수 있었으며, 이는 MRAM을 비롯한 디지털 자기저항소자 응용에 적합한 것으로 판단되었다. 또한, NiFe 박막을 동일한 기판과 바닥층에 형성하여, NiFe 박막과 Cu 바닥층이 이루는 계면에 Co 층의 삽입 유무에 따른 XRD 측정을 한 결과, NiFe/Cu 계면에 존재하는 Co층에 상관없이 NiFe 박막은(220) 배향을 타나냈었으며, 이로부터 극히 얇은 Co층의 삽입에 따른 NiFe층의 자기이방성의 변화는 NiFe/Cu 계면에서 NiFe/Co 계면으로 바뀜에 따른 계면 효과에 의한 것으로 사료되었다.
