Представлены результаты исследования технологии создания магниторезистивных (МР) элементов на основе многослойных спин-вентильных МР (СВМР) Ta−FeNiCo−CoFe−Cu−CoFe−FeNiCo−FeMn−Ta-на-ноструктур и CoNi-микромагнитов для построения цифровых гальванических развязок и преобразователей магнитного поля. Представлены результаты экспериментальных исследований тестовых элементов на основе многослойных СВМР наноструктур с МР эффектом 7−8% и пленки из магнитотвердого материала с коэрцитивной силой до 95 Oe, сформированных на одном кристалле. DOI: 10.21883/JTF.2018.06.46033.2489 На сегодняшний день в мире наблюдается постоянный интерес к разработке и исследованию тонкопленочных магниторезистивных (МР) элементов, связанный с от-крытием в 1988 г. гигантского МР (ГМР) эффекта. Разрабатываются и выпускаются различного типа пре-образователи магнитного поля и тока [1,2], головки считывания для магнитных дисков [3], гальванических развязок (ГР) [4]. Ведутся разработки запоминающих элементов и устройств на их основе [5], логических элементов, спиновых транзисторов, биосенсоров на ос-нове МР чувствительных элементов [6]. Выпускаются измерительные системы на основе МР преобразовате-лей: диагностика объектов с близлежащими магнитными полями, медицинские системы, компасы и т. п.В настоящее время на рынке существует потребность в высокоэффективных МР преобразователях магнитного поля для контроля слабого магнитного поля и ГР для за-щиты входных цепей электронных приборов и устройств. МР преобразователи представляют собой мостовую схему с магниточувствительными плечами из полосок на основе напыленных многослойных наноструктур с ферромагнитными пленками, сформированную на окис-ленной кремниевой подложке [7]. При воздействии на мостовую схему магнитного поля происходит изменение магнитосопротивления полосок и формируется нечетная или четная вольт-эрстедная характеристика (ВЭХ) пре-образователя, чувствительность которой зависит, в том числе, и от оптимального угла разворота векторов на-магниченности ферромагнитных пленок МР нанострук-туры в полоске. Одним из перспективных методов для разворота векторов намагниченности полосок является формирование напыленных CoNi-микромагнитов на од-ном кристалле с МР наноструктурами [8], разворачива-ющих своим постоянным магнитным полем векторы на-магниченности ферромагнитных пленок наноструктуры на оптимальный угол.Современные высокочувствительные преобразователи магнитного поля и цифровые ГР построены на нано-структурах с ГМР эффектом, которые работают при слабых магнитных полях (до 1 mТ). Некоторые про-мышленно выпускаемые ГР, основанные на ГМР нано-структурах, имеют ряд технических преимуществ перед оптическими и работают на частотах до 200 MHz [7][8][9].Нами исследованы преобразователи и чувствительные элементы ГР на основе спинвентильных МР (СВМР) Ta−FeNiCo−CoFe−Cu−CoFe−FeNiCo−FeMn−Ta-нано-структуры. В подобных наноструктурах в нижней ферромагнитной FeNiCo-пленке (свободной) вектор намагниченности реагирует на внешнее магнитное поле, а в верхней (фиксированной) вектор намагниченности зафиксирован благод...
Представлены результаты исследования характеристик спин-туннельных магниторезистивных (СТМР) элементов, сформированных на основе многослойных наноструктур масочным методом. Экспериментально получены параметры магнитного отжига СТМР элементов, которые показывают возможности повышения величины магниторезистивного эффекта в 4−5 раз и более. Исследованы тестовые образцы СТМР элементов, обладающие величиной гигантского магниторезистивного эффекта до 50% и сопротивлением 30−35 k , в отсутствие магнитного поля. DOI: 10.21883/JTF.2017.08.44740.2116 В настоящее время спинтронные приборы и устрой-ства на основе спин-туннельных магниторезистивных (СТМР) элементов востребованы в ряде приложений. Величина гигантского магниторезистивного (ГМР) эф-фекта в таких элементах достигает нескольких сотен процентов. Это позволяет не только контролировать слабые значения магнитного поля в диапазоне от 1 nT до 1 mT, но и хранить информацию в устройствах энергонезависимой магниторезистивной памяти.Одним из перспективных направлений магнитной спинтроники сегодня является создание высокочувстви-тельных датчиков и преобразователей магнитного поля на основе ГМР эффекта, достигающего нескольких сотен процентов в СТМР элементах [1,2].Сопротивление СТМР элемента на основе много-слойной наноструктуры изменяется пропорционально косинусу разности между углами направлений векторов намагниченности M свободной и фиксированной фер-ромагнитных пленок. При этом сопротивление СТМР элемента максимально при противоположном направле-нии векторов M и минимально при их сонаправленном, параллельном положении векторов M ферромагнитных пленок. Направление вектора намагниченности M фик-сированной ферромагнитной пленки в рабочем диапа-зоне магнитного поля осуществляется благодаря обмен-ному взаимодействию с прилегающей к ней антиферро-магнитной пленкой из сплавов FeMn или IrMn.Основой всех СТМР элементов является туннельный переход, расположенный между двух ферромагнитных пленок (фиксированной и свободной). Туннельный пере-ход реализуется в многослойной наноструктуре СТМР элемента с помощью нанометрового слоя диэлектри-ка Al 2 O 3 или MgO. Протекание " магнитозависимого" тока в туннельном переходе происходит перпендику-лярно слоям многослойной наноструктуры СТМР эле-мента. Перемагничивание свободного ферромагнитного слоя происходит под воздействием магнитного поля, направленного параллельно поверхности многослойной наноструктуры СТМР элемента. Для этого в первую очередь в запоминающих устройствах с произвольной выборкой (ЗУПВ) используются токовые проводники перезаписи [3]. При переходе к созданию наноразмер-ных СТМР элементов стало возможно использование квантового явления переноса спинового момента, позво-ляющего перемагничивать свободный ферромагнитный слой благодаря проходящему через многослойную на-ноструктуру " магнитозависимого" тока с плотностью до 10 7 A/cm 2 [4,5]. Теоретический анализ работоспособности СТМР эле-мента в магнитном поле может быть проведен с ис-пользованием теории микромагнетизма [2]. В качестве модели распределения магнитного момента M фе...
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
customersupport@researchsolutions.com
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.
Copyright © 2025 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.