Ni80Fe20/[Ir22Mn78Mn]/Co75Fe25 다층박막에서 Mn 함유량에 의존하는 교환결합력과 열적안정성

Abstract

IrMn에 Mn을 첨가시킨 Ni80Fe20/[Ir22Mn78-Mn]/Co75Fe25 다층박막을 상온에서 이온빔 증착(ion beam deposition: IBD)법으로 제작하여 그 자기적 및 열적 특성을 연구하였다. Mn이 첨가된 NiFe/[IrMn-Mn]/CoFe 다층박막은 Mn이 첨가되지 않은 순수 합금 IrMn 박막 위의 CoFe 고정층 보다 큰 교환결합력(Hex)과 방해온도(blocking temperature: Tb)를 가지고 있었다. Mn이 첨가되지 않는 Ir22Mn78와 CoFe 사이의 Hex 는 상온에서 거의 없었으나, 250 oC 열처리 후 100 Oe로 나타났다. IrMn 내에서 76.8-78.1 vol% Mn일 때, Hex 와 Tb 는 크게 향상되었고, Mn이 0.6 vol%씩 증가함에 따라 크게 줄어들었다. NiFe/[IrMn-Mn]/CoFe 다층박막 구조에서 [(111)CoFe, NiFe]/(111)IrMn3 인 x-선 회절 피크비 평균값은 75.5, 77.5, 79.3 vol% Mn일 때 각각 1.4, 0.8, 0.6였다. 특히, 열처리 전 77.5과 78.7 vol% Mn일 때, Hex 는 각각 259와 150 Oe였다. 77.5 vol% Mn인 경우, Hex 가 열처리 온도 350 oC까지 475 Oe였으며, 450 oC에서는 200 Oe로 크게 감소하였다. 따라서 합금형 반강자성체 IrMn에서 높은 Hex 와 Tb 을 얻을 수 있는 최적의 Mn 함유량의 존재를 확인하였다.