교환 바이어스 인위적 준강자성 기준층을 포함한 자기 터널 접합의 강자성 공명 (Ferromagnetic Resonance of Magnetic Tunnel Junctions with an Exchange Biased Synthetic Ferrimagnetic Reference Layer)

서지정보

· 발행기관 : 한국자기학회
· 수록지 정보 : 한국자기학회지 / 21권 / 4호 / 121 ~ 126페이지
· 저자명 : 윤정범, 유천열, 정명화

초록

자유층과 고정 기준층으로 이루어진 자기 터널 접합의 스핀 동역학을 강자성 공명 시늉내기로 연구 하였다. 먼저 교환 바이어스 인위적 준강자성 기준층을 포함한 자기 터널 접합에서 DC 자기장에 대한 각 층의 자화 방향을 확인하고 터널 자기저항을 계산하였다. 자기 터널 접합에서 스핀의 들뜸 모드들을 확인하기 위해 DC와 RF 자기장을 함께 인가하여 강자성 공명 주파수 스펙트라를 관찰 하였다. 각 층 별로 들뜸 모드들을 확인하여 자유층과 기준층의 자화 방향의 차이로 계산된 터널 자기저항의 들뜸 모드들을 분석 하였다. 전체적으로 스핀의 들뜸 모드는 자유층이나 기준층의 자화 방향에 관련해서 DC 자기장의 음, 양의 방향에 따라 상이하게 나타났다. 음의 방향 자기장에 대해서 자유층과 기준층의 강자성 공명 주파수 스펙트라는 수정된 Kittel 방정식으로 잘 설명되지만 양의 방향 자기장에 대해서는 예측하기 어려운 들뜸 모드들로 인해 분석적 해답을 찾기 어려웠다. 자기터널 접합의 강자성 층들은 서로 상호 작용을 하기 때문에 이에 대한 스핀 동역학 연구는 자유층 뿐만 아니라 기준층, 고정층과도 밀접하게 연관되어 있다.

영어초록

Spin dynamics of magnetic tunnel junctions with free and fixed reference layers is investigated by ferromagnetic resonance micromagnetic simulations. First, in magnetic tunnel junctions with an exchange biased synthetic ferrimagnetic reference layer, a magnetization direction of each layer and the tunneling magnetoresistance are calculated for a DC magnetic field. To investigate the spin exciting modes in magnetic tunnel junctions, we simulate the ferromagnetic resonance frequency spectra with small RF magnetic fields. Exciting modes of the tunneling magnetoresistance calculated by an included angle between free and reference layers is interpreted from those of each layer. Spin exciting modes are different according to a signs of the DC magnetic field. In a negative magnetic field, FMR frequency spectra of free and reference layers are well elucidated by the modified Kittel's equation. However, in a positive magnetic field, there is no simple analytic solution related to FMR frequency spectra due to the coupled modes. Since ferromagnetic layers in magnetic tunnel junctions are interactive each other, careful considerations of the reference and fixed layer as well as the free layer are required for understanding on the spin dynamics of magnetic tunnel junctions with an exchange biased synthetic ferrimagnetic reference layer.

참고자료

· 없음