강자성 공명법을 이용한 CoFe/MnIr 박막의 교환 결합 에너지 분석
Analysis of Exchange Coupling Energy by Ferromagnetic Resonance Method in CoFe/MnIr Bilayers
김동영(안동대학교)
22권 6호, 204~209쪽
초록
본 연구에서는 CoFe/MnIr 이중층 구조의 계면에 존재하는 비상보성 반강자성(AF) 스핀들에 의한 교환 결합 에너지 특성을 강자성 공명(FMR) 측정법을 이용하여 분석하였다. MnIr의 두께가 t_AF= 0, 3 및 10 nm 재료를 열처리한 한 후 이들 재료의 FMR 신호를 측정하였으며, t_AF= 0 nm 재료를 기준으로 하여 t_AF= 3 및 10 nm 재료의 교환 바이어스 자기장(Hex)과 회전 이방성 자기장(Hra)을 도출하였다. 300 ℃에서 열처리한 재료의 경우, H_ex과 H_ra의 합은 MnIr의 임계 두께에 무관하게 동일한 값을 보이는데, 이는 비상보성 AF 스핀들이 모두 한 방향으로 정열 되었음을 의미한다. 이들 결과로부터 비상보성 AF 스핀들 중에서 일부분은CoFe/MnIr의 계면에 고정되어 H_ex로 발현되어 나타나고, 나머지 부분은 자기장의 방향에 따라서 회전하므로 Hra로 발현되고 있음을 알 수 있었다. 따라서 교환 결합 에너지는 교환 바이어스 에너지 및 회전 이방성 에너지의 합으로 표현될 수 있음을 보였다.
Abstract
We measure the ferromagnetic resonance signals in order to analyze the exchange coupling energy due to the uncompensated antiferromagnetic spins in exchange coupled CoFe/MnIr bilayers. The exchange bias fields (H_ex) and rotatable anisotropy fields (H_ra) are obtained from the ferromagnetic resonance fields measured with in-plane angle in thermal annealed samples with t_AF= 0, 3, and 10 nm. The sum of the Hex and Hra do not depend on the MnIr thickness, which means that all the uncompensated AF spins are aligned to one direction in 300 ℃ annealed samples. Therefore, the uncompensated AF spins are divided into two different parts. One parts are fixed at the interface between CoFe/MnIr bilayers and induces the H_ex, other parts are rotatable with magnetic field and induces the Hra. Finally, the exchange coupling energy can be expressed by the sum of the exchange bias energy and rotatable anisotropy energy.
- 발행기관:
- 한국자기학회
- 분류:
- 물리학