Высокочувствительный преобразователь магнитного поля на основе спин-туннельных магниторезистивных наноструктур с синтетическим антиферромагнетиком

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Представлены результаты исследования макетов преобразователей магнитного поля (ПМП) на основе спин-туннельных магниторезистивных наноструктур (СТМР) с синтетическим антиферромагнетиком (САФ). Абсолютная чувствительность к магнитному полю у исследованных макетов ПМП-САФ составила 217 мВ/Э в диапазоне магнитного поля ±5 Э (±0,5 мТл) при напряжении питания 5 В.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Д. В. Васильев

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научно-производственный комплекс "Технологический центр"

Email: V.Amelichev@tcen.ru
ORCID iD: 0000-0001-6568-5301

нач. лаб.

Россия, Москва

А. Н. Сауров

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт нанотехнологий микроэлектроники Российской академии наук

Email: V.Amelichev@tcen.ru

д.т.н., проф., акад. РАН, дир.

Россия, Москва

В. В. Амеличев

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научно-производственный комплекс "Технологический центр"

Автор, ответственный за переписку.
Email: V.Amelichev@tcen.ru
ORCID iD: 0000-0002-4204-2626

к.т.н., нач. отдела

Россия, Москва

Список литературы

  1. Djayaprawiraa D.D., Tsunekawa K., Nagai M. et al. 230% room-temperature magnetoresistance in CoFeB / MgO / CoFeB magnetic tunnel junctions / // Applied Physics Letters. 2005. Vol. 86. P. 092502.
  2. Dieny B., Goldfarb R.B., Lee. K.-J. Introduction to magnetic random-access memory // IEEE Magnetics. 2017. 255 p.
  3. Ikeda S., Hayakawa J., Ashizawa Y. et al. Tunnel magnetoresistance of 604% at 300 K by suppression of Ta diffusion in CoFeB / MgO / CoFeB pseudo-spin-valves annealed at high temperature // Applied Physics Letters. 2008. Vol. 93. P. 082508.
  4. Lee Y.M., Hayakawa J., Ikeda S. et al. Giant tunnel magnetoresistance and high annealing stability in CoFeB / MgO / CoFeB magnetic tunnel junctions with synthetic pinned layer // Applied Physics Letters. 2006. Vol. 89. P. 042506.
  5. Vidal E.G., Muñoz D.R., Arias S.I.R. et al. Electronic energy meter based on a tunnel magnetoresistive effect (TMR) current sensor // Materials. 2017. Vol. 10. P. 1134.
  6. Valadeiro J.P., Leitão J.A., Ferreira D.C. et al. Strategies for pTesla field detection using magnetoresistive sensors with a soft pinned sensing layer" // IEEE Transactions on Magnetics. 2015. Vol. 51. No. 1. P. 4400204.
  7. Ferreira R., Paz E., Freitas P.P. et al. Large area and low aspect ratio linear magnetic tunnel junctions with a soft-pinned sensing layer // IEEE Transactions on Magnetics. 2012. Vol. 48. No. 11. PP. 3719–3722.
  8. Наумова Л.И., Миляев М.А., Чернышова Т.А. и др. Безгистерезисные спиновые клапаны с синтетическим антиферромагнетиком и управляемой магниторезистивной чувствительностью // Естественные и технические науки. 2015. № 10(80). С. 92–96.
  9. Freitas P.P., Ferreira R., Cardoso S. Spintronic Sensors // Proceedings of the IEEE. 2016. Vol. 104. No. 10. PP. 1894–1918.
  10. Чернышова Т.А., Миляев М.А., Наумова Л.И. и др. Магниторезистивная чувствительность и одноосная анизотропия микрополосок спиновых клапанов с синтетическим антиферромагнетиком // Физика металлов и металловедение. 2017. Т. 118. № 5. С. 439–445.
  11. Silva A.V., Leitao D.C., Valadeiro J. et al. Linearization strategies for high sensitivity magnetoresistive sensors // The European Physical Journal Applied Physics. 2015. Vol. 72. P. 10601.
  12. Амеличев В.В., Аравин В.В., Белов А.Н. и др. Создание интегральных компонентов усиления магнитного сигнала в беспроводной МЭМС на основе магниторезистивных элементов // Нано- и микросистемная техника. 2013. № 3. С. 29–33.
  13. Патент 2568148. Российская Федерация, МПК H01L 43/00 (2006.01). Магниторезистивный преобразователь: № 2014133072/28: заявл. 12.08.2014: опубл. 10.11.2015 / И.Е. Абанин, В.В. Амеличев, В.В. Аравин и др. 5 c.
  14. Электронный ресурс: Материалы сайта компании "MultiDimension Technology Co., Ltd". www.dowaytech.com (Дата обращения: 30.10.2024).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис.1. Эскиз СТМР наноструктуры с САФ Ta / CoFe / CoFeB / MgO / CoFeB / Ru / CoFe / IrMn / Ta (a) и ее петля перемагничивания (b)

Скачать (145KB)
Метаданные
3. Рис.2. Полная мостовая схема Уитстона (а) на основе МТП при отсутствии внешнего магнитного поля на выходе имеет нулевой сигнал, внешнее магнитное поле (b) разбалансирует мостовую схему, на выходе появляется сигнал [9]

Скачать (200KB)
Метаданные
4. Рис.3. Последовательность соединенных МТП

Скачать (59KB)
Метаданные
5. Рис.4. Зависимость R(H)-цепочки последовательно соединенных МТП от внешнего магнитного поля, dR/R = 45%

Скачать (57KB)
Метаданные
6. Рис.5. Зависимость R(H)-цепочки последовательно соединенных МТП от внешнего магнитного поля после первого этапа магнитного отжига (синяя кривая) и после второго этапа (красная кривая)

Скачать (95KB)
Метаданные
7. Рис.6. Фотография макета ПМП-САФ

Скачать (52KB)
Метаданные
8. Рис.7. Вольт-эрстедные характеристики макетных образцов с зазором между КМП 1,0 мм (синяя кривая) и 0,35 мм (красная кривая)

Скачать (101KB)
Метаданные
9. Рис.8. Зависимость абсолютной чувствительности к магнитному полю макетного образца ПМП-САФ от напряжения питания

Скачать (36KB)
Метаданные

© Васильев Д.В., Сауров А.Н., Амеличев В.В., 2025