Magnetoresistive thin-film sensor with permanent magnet biasing film

Kitada, Masahiro; Kamo, Yoshihisa; Tanabe, Hideo; Takahashi, Hiroshi; Momata, Kazuhiro

doi:10.1063/1.336058

Cited by 25 publications

(4 citation statements)

References 10 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Order By: Relevance

“…However, permanent magnet fi lms used in microelectronics can only be made from materials which are suitable for use with integrated circuit technology. Permanent magnet fi lms are used to bias magnetically soft active layers of magnetoresistors of magnetoresistive integrated circuits (MIC) on silicon substrates Vyacheslav S. Zayonchkovskiy, e-mail: zajonc4340@gmail.com [1][2][3][4]. Such MICs are used to produce contactless current sensors and read/write heads of disk drives.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

“…The in-plane bias of magnetoresistors is created in order to neutralise the Barkhausen effect. The high-quality magnet fi lms described in [4] were based on precious metals, which increased the cost of such magnets signifi cantly. An alternative to using precious metals is to create magnets using dispersion-hardened alloys (DHA) based on the Fe-Cr-Co system with micron range thickness, also known as the Kaneko alloy [1,5], and the Al-Ni-Co system [6].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

“…The properties of these alloys depend on the properties of phases formed in them after spinodal decomposition, as well as the mode of thermal treatment. The formation of s-and g-paramagnetic phases has a destructive effect on magnetic properties of the materials in the two systems [4,5]. Bulk Fe-Cr-Co alloys have better mechanical properties than Al-Ni-Co alloys.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

See 2 more Smart Citations

Рентгенодифракционное исследование тонких металлических пленок с магнитными слоями сплава Fe-Cr-Co

Zayonchkovskiy¹,

Antoshina²,

Aung³

et al. 2020

kcmf

View full text Add to dashboard Cite

Цель статьи – определение фазового состава структур пленочных постоянных магнитов со слоями сплава Fe-Cr-Co микронного диапазона толщин, называемого сплавом Kaneko. Знание фазового состава необходимо для разработки физико-технологических подходов создания оптимальных структур на подложках монокристаллического кремния с пленочным постоянным магнитом на основе дисперсионно-твердеющего сплава с вектором намагниченности в плоскости кремниевой подложки.Методом магнетронного напыления на кремниевой подложке были получены трехслойные металлические пленки: слой дисперсионно-твердеющего сплава на основе системы Fe-Cr-Co (толщиной 3600 нм), компенсационный медный слой (3800 нм) и ванадиевый адгезионно-барьерный слой (110 нм). Сформированные на кремниевой подложке многослойные пленки подвергались одноминутному отжигу в высоком вакууме в диапазоне температур 600–650 °С. Методом рентгеновской дифракции выполнен качественный фазовый анализ структур, полученныхмагнетронным напылением и подвергнутых одноступенчатой термической обработке.Определено, что в слое дисперсионно-твердеющего сплава на основе системы Fe-Cr-Co, полученного магнетронным напылением, не образуются окислы основных компонентов и s-фаза, как в процессе получения, так и после высоковакуумного «быстрого» одноминутного отжига в диапазоне температур 600–650 °С. При температуре отжига 630 °С наблюдается максимальная интенсивность рентгеновской линии (110) a-фазы, что свидетельствует о формировании преимущественно a-твердого раствора и является предпосылкой для корректного проведения последующих ступеней отжига для спинодального распада этой фазы. ЛИТЕРАТУРА Kaneko H., Homma M., Nakamura K. New ductile permanent magnet of Fe-Cr-Co system. AJP Conference Proceedings. 1972;5: 1088–1092. DOI: https://doi.org/10.1063/1.2953814 Tsung-Shune Chin, Kou-Her Wang, Cheng-Hsiung Lin. High coercivity Fe-Cr-Co thin fi lms by vacuum evaporation. Japanese Journal of Applied Physics. 1991;30(8): 1652–1695. DOI: https://doi.org/10.1143/jjap.30.1692 Chang H. C., Chang Y. H., Yao S. Y. The magnetic properties and microstructures of Fe-Cr-Co thin fi lms obtained by ion beam sputtering. Materials Science and Engineering B. 1996; 39(2): 87–94. DOI: https://doi.org/10.1016/0921-5107(95)01428-4 Masahiro Kitada, Yoshihisa Kamo, Hideo Tanabe. Magnetoresistive thin-fi lm sensor with permanent magnet biasing film. Journal of Applied Physics. 1985;58(4): 1667–1670. DOI: https://doi.org/10.1063/1.336058 Rastabi R. A., Ghasemi A., Tavoosi M., Ramazani M. Magnetic features of Fe-Cr-Co alloys with tailoring chromium content fabricated by spark plasma sintering. Magnetic Materials. 2017;426(15): 742–752. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2016.10.132 Zubair Ahmad, Zhongwu Liu, A. ul Haq. Synthesis, magnetic and microstructural properties of Alnico magnets with additives. Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2017;428: 125–131. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2016.12.023 Jin Y., Zhang W., Kharel P. R., Valloppilly S. R., Skomski R., Sellmyer D. J. Effect of boron doping on nanostructure and magnetism of rapidly quenched Zr2Co11-based alloys. AIP Adv. 2016;6(5): 056002. DOI: https://doi.org/https://doi.org/10.1063/1.4942556 Lin Zhang, Zhaolong Xiang, Xiaodi Li, Engang Wang. Spinodal decomposition in Fe-25Cr-12Co alloys under the infl uence of high magnetic fi eld and the effect of grain boundary. Nanomaterials (Basel). 2018;8(8): 578. DOI: https://doi.org/10.3390/nano8080578 Zayonchkovskiy V., Kyaw A. K., Milyaev, I., Perov N., Prokhorov I., Klimov A., Andreev A. (2019). Thin metal fi lms with dispersion-hardening magnetic layers of Fe–Cr–Co alloy. Kondensirovannye Sredyi Mezhfaznye Granitsy = Condensed Matter and Interphases. 2019;21(4): 505–518. DOI: https://doi.org/10.17308/kcmf.2019.21/2362 Миркин Л. И. Справочник по рентгеноструктурному анализу поликристаллов. М.: Физматгиз; 1961. 863 с. Сайт компании NanoFocus. Режим доступа: https://m.nanofocus.de/en/ Сайт компании ООО “ГЕО-НДТ”. Режим доступа: https://www.geo-ndt.ru/pribor-6855-rentgenoflyorescentnii-analizator-metekspert.htm Справочник по цветным металлам. Режим доступа: https://libmetal.ru/index.htm Сайт «Всё о металлургии». Режим доступа: http://metal-archive.ru/vanadiy/955-mehanicheskiesvoystva-vanadiya.html Громов Д. Г. Мочалов А. И., Сулимин А. Д., Шевяков В. И. Металлизация ультрабольших интегральных схем. М.: БИНОМ; 2012. 277 с. Лякишев Н. П., Банных О. А., Рохлин Л. Л. Диаграммы состояния двойных металлических систем: Справочник в трех томах. М.: Машиностроение; 1997. 872 c. Кекало И. Б., Самарин Б. А. Физическое металловедение прецизионных сплавов. Сплавы с особыми магнитными свойствами. M.: Металлургия; 1989. 496 с. ГОСТ 24897-81. Материалы магнитотвердые деформируемые. Solid magnetic deformed materials. Marks. М.: Издательство стандартов; 1981. 21 с. Bragg W. L. The diffraction of short electromagnetic waves by a crystal. Proceedings of the Cambridge Philosophical Society, 17, 43–57 (1913). Communicated by Professor Sir J. J. Thomson. Read 11 November 1912. In: X-ray and Neutron Diffraction. Elsevier; 1966. p. 19–125. DOI: https://doi.org/10.1016/b978-0-08-011999-1.50015-8 Кремний. Физическая энциклопедия. Гл. ред. А. М. Прохоров. М.: Советская энциклопедия; 1990. 704 с. Vompe T. N., D’yakonova N., Milyaev I., Prutskov M. Kinetics of s-phase formation in a strain aging hard magnetic Fe-33% Cr-12% Co-2% Cu alloy. Russian Metallurgy (Metally). 2012;(1): 55–57. DOI: https://doi.org/10.1134/s0036029512010168 Генералова К. Н., Ряпосов И. В., Шацов А. А. Порошковые сплавы системы Fe-Cr-Co, термообработанные в области «гребня». Письма о материалах. 2017;7(2): 133–136. DOI: https://doi.org/10.22226/2410-3535-2017-2-133-136 Медь. Физическая энциклопедия. М.: Советская энциклопедия; 1992. 672. International Centre for Diffraction Data (ICDD).Режим доступа: www.icdd.com Козвонин В. А., Шацов А. А., Ряпосов И. В. Поликомпонентные концентрационнонеоднородные сплавы системы Fe–Cr–Co–Si–B повышенной плотности. Вестник ПНИПУ. Машиностроение материаловедение. 2016;18(4): 188–202. DOI: https://doi.10.15595/2224-9877/2016.4.14

show abstract

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Рентгенодифракционное исследование тонких металлических пленок с магнитными слоями сплава Fe-Cr-Co

Zayonchkovskiy¹,

Antoshina²,

Aung³

et al. 2020

kcmf

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Nevertheless, due to the short length of the interactions, such nanostructures are hard to implement for thick active layers in the 100 nm-1µm range. The use of permanent magnet-induced boundary fi s has also been investigated using SmCo 1 or CoPt 2 and was proven to be efficient for biasing magnetoresistive layers up to 200 nm and several hundred oersteds. In any case, the typical length of the system along the biasing direction did not exceed a few hundred microns.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%