CoFeB/Ru/NiFe 구조에서의 Ru 두께 변화에 따른 자성특성에 관한 연구

Abstract

본 연구에서는 inplane 터널링 자기저항 센서의 자유층으로 연구되고 있는 Ni80Fe20/Ru/Co20Fe60B20 구조에 대한 자성특성에 대하여 연구하였다. DC 마그네트론 스퍼터링 시스템을 이용하여 Ta/Ru/Ta/Ru/Ta 버퍼층 위에 Ni80Fe20 (70 nm)/Ru (tRu nm)/ Co20Fe60B20 (3 nm)구조의 자성박막을 제작하였다. tRu = 0.3, 0.9 nm에서 방위각을 바꾸어 가면서 광자기커효과(Magneto-optical Kerr effect, MOKE)실험을 통하여 자기이력곡선을 확인하였고, tRu는 0.3~2.6 nm 범위에서 MOKE 실험을 수행하여 Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida 상호작용의 특성을 확인하였다. 첫번째 반강자성특성이 나타나는 Ru의 두께는 0.9 nm이고, 두 번째 반주기는 2.0 nm이다. 또한 외부 자기장을 인가하면서 열처리를 하여 열처리에 따른 자기 이방성 축의 변화를 확인하였다. We investigated the magnetic properties of a Ni80Fe20/Ru/Co20Fe60B20 magnetic multilayers designed as a free layer for in-plane tunnel magnetoresistance sensors. Films with the stack Ta/Ru/Ta/Ru/Ta/Ni80Fe20 (70 nm)/Ru (tRu)/Co20Fe60B20 (3 nm) is deposited by DC magnetron sputtering. Magnetic hysteresis loops were recorded by longitudinal magneto-optical Kerr effect (MOKE) while rotating the in-plane azimuth for tRu = 0.3 and 0.9 nm. To map the Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida (RKKY) interlayer coupling versus spacer thickness, additional MOKE measurements were performed over tRu = 0.3~2.6 nm. The first antiferromagnetic coupling maximum appeared at tRu ≈ 0.9 nm, and the second half-period near tRu ≈ 2.0 nm. We also carried out a single field-anneal and confirmed a rotation of the in-plane magnetic anisotropy axis induced by annealing.