TECHNOLOGIA I POMIARY MAGNETOOPORU W CIENKOWARSTWOWYCH STRUKTURACH FERROMAGNETYCZNYCH

Jakub Kisała


Politechnika Lubelska (Polska)

Karolina Czarnacka


Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie (Polska)
http://orcid.org/0000-0003-1434-734X

Mateusz Gęca


Politechnika Lubelska (Polska)
https://orcid.org/0000-0002-0519-7389

Andrzej Kociubiński

akociub@semiconductor.pl
Politechnika Lubelska (Polska)
https://orcid.org/0000-0002-0377-8243

Abstrakt

W pracy przedstawiono technologię otrzymywania struktur warstwowych NiFe/Ti/NiFe w technologii MEMS metodą rozpylania magnetronowego w założeniu mających służyć jako czujniki pół magnetycznych. Wykonano serię próbek na szklanym podłożu o budowie kanapkowej, gdzie poszczególne warstwy stanowiły 100 nm NiFe,10 nm Ti oraz na wierzchu ponownie NiFe o grubości 100 nm. Przeprowadzono pomiary rezystancji stałoprądowej otrzymanych struktur w stałym polu magnetycznym, które było wytwarzane przez magnesy neodymowe oraz elektromagnes. Otrzymane wyniki potwierdzają występowanie zjawisk określanych jako efekt magnetooporowy. Sprawdzony oraz udowodniony został wpływ ułożenia przestrzennego struktur względem wektora stałego pola magnetycznego.


Słowa kluczowe:

statyczne pole magnetyczne, rozpylanie magnetronowe, MEMS, magnetoopór

Chen L., Zhou Y., Lei C., Zhou Z. M., Ding W.: Giant magnetoimpedance effect in sputtered single layered NiFe film and meander NiFe/Cu/NiFe film. Journal of Magnetism and Magnetic Materials 322(19)/2010, 2834–2839, [http://doi.org/10.1016/j.jmmm.2010.04.038].
DOI: https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2010.04.038   Google Scholar

Chen L., Zhou Y., Lei C., Zhou Z. M.: Effect of sputtering parameters and sample size on giant magnetoimpedance effect in NiFe and NiFe/Cu/NiFe films. Materials Science and Engineering B: Solid-State Materials for Advanced Technology 172(2)/2010, 101–107, [http://doi.org/10.1016/j.mseb.2010.04.026].
DOI: https://doi.org/10.1016/j.mseb.2010.04.026   Google Scholar

Dixit G., Singh J. P., Srivastava R. C., Agrawal H. M., Choudhary R. J., Ajay G.: Structural and magnetic behaviour of NiFe2O4 thin film grown by pulsed laser deposition. Indian Journal of Pure & Applied Physics 48(4)/2010, 287–291.
  Google Scholar

Djamal M., Ramli: Development of sensors based on giant magnetoresistance material. Procedia Engineering 32/2012, 60–68, [http://doi.org/10.1016/j.proeng.2012.01.1237].
DOI: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2012.01.1237   Google Scholar

Ennen I., Kappe D., Rempel T., Glenske C., Hütten A.: Giant Magnetoresistance: Basic concepts, microstructure, magnetic interactions and applications. Sensors 16/2016, [http://doi.org/10.3390/s16060904].
DOI: https://doi.org/10.3390/s16060904   Google Scholar

Esmaili S., Bahrololoom M. E., Zamani C.: Electrodeposition of NiFe/Cu multilayers from a single bath. Surface Engineering and Applied Electrochemistry 47(2)/2011, 107–111, [http://doi.org/10.3103/S1068375511020049].
DOI: https://doi.org/10.3103/S1068375511020049   Google Scholar

Fernandez G. V., Grundy P. J., Vopson M. M.: Control and Analysis of Grain Size in Sputtered NiFe Thin Films. Journal of Condensed Matter Physics 1(1)/2013, 6–9.
DOI: https://doi.org/10.12966/jcmp.08.02.2013   Google Scholar

García-Arribas A., Fernández E., Svalov A., Kurlyandskaya G. V., Barandiaran J. M.: Thin-film magneto-impedance structures with very large sensitivity. Journal of Magnetism and Magnetic Materials 400/2016, 321–326, [http://doi.org/10.1016/j.jmmm.2015.07.107].
DOI: https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2015.07.107   Google Scholar

Gijs M. A. M.: Magnetic bead handling on-chip: New opportunities for analytical applications. Microfluidics and Nanofluidics 1/2004, 22–40, [http://doi.org/10.1007/s10404-004-0010-y].
DOI: https://doi.org/10.1007/s10404-004-0010-y   Google Scholar

Gupta N., Verma A., Kashyap S. C., Dube D. C.: Dielectric behavior of spin-deposited nanocrystalline nickel-zinc ferrite thin films processed by citrate-route. Solid State Communications 134(10)/2005, 689–694, [http://doi.org/10.1016/j.ssc.2005.02.037].
DOI: https://doi.org/10.1016/j.ssc.2005.02.037   Google Scholar

Hall D. A., Gaster R. S., Lin T., Osterfeld S. J., Han S., Murmann B., Wang S. X.: GMR biosensor arrays: A system perspective. Biosensors and Bioelectronics 25(9)/2010, 2051–2057, [http://doi.org/10.1016/j.bios.2010.01.038].
DOI: https://doi.org/10.1016/j.bios.2010.01.038   Google Scholar

Jogschies L., Klaas D., Kruppe R., Rittinger J., Taptimthong P., Wienecke A., Wurz M. C.: Recent developments of magnetoresistive sensors for industrial applications. Sensors 15/2015, 28665–28689, [http://doi.org/10.3390/s151128665].
DOI: https://doi.org/10.3390/s151128665   Google Scholar

Kurlyandskaya G. V., Fernández E., Svalov A., Burgoa Beitia A., García-Arribas A., Larranaga A.: Flexible thin film magnetoimpedance sensors. Journal of Magnetism and Magnetic Materials 415/2016, 91–96, [http://doi.org/10.1016/j.jmmm.2016.02.004].
DOI: https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2016.02.004   Google Scholar

Kuru H., Kockar H., Alper M.: Giant magnetoresistance (GMR) behavior of electrodeposited NiFe/Cu multilayers: Dependence of non-magnetic and magnetic layer thicknesses. Journal of Magnetism and Magnetic Materials 444/2017, 132–139, [http://doi.org/10.1016/j.jmmm.2017.08.019].
DOI: https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2017.08.019   Google Scholar

Lai C. H., Matsuyama H., White R. L., Anthony T. C., Matsuyama H.: Anisotropic Exchange for NiFe Films Grown on Epitaxial NiO. IEEE Transactions on Magnetics 31(6)/1995, 2609–2611, [http://doi.org/10.1109/20.490068].
DOI: https://doi.org/10.1109/20.490068   Google Scholar

Makhnovskiy D. P., Panina L. V., Fry N., Mapps D. J.: Magneto-impedance in NiFe/Au/NiFe sandwich films with different types of anisotropy. Journal of Magnetism and Magnetic Materials 272–276(III)/2004, 1866–1867, [http://doi.org/10.1016/j.jmmm.2003.12.833].
DOI: https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2003.12.833   Google Scholar

Motomura Y., Tatsumi T., Urai H., Aoyama M.: Soft Magnetic Properties and Heat Stability for Fe/NiFe Superlattices. IEEE Transactions on Magnetics 26(5)/1990, 2327–2331, [http://doi.org/10.1109/20.104714].
DOI: https://doi.org/10.1109/20.104714   Google Scholar

Phani A. R., Santucci S.: Structural characterization of nickel titanium oxide synthesized by sol-gel spin coating technique. Thin Solid Films 396/2001, 1–4, [http://doi.org/10.1016/S0040-6090(01)01131-2].
DOI: https://doi.org/10.1016/S0040-6090(01)01131-2   Google Scholar

Reig C., Cubells-Beltrán M.-D., Ramírez Munoz D.: Magnetic Field Sensors Based on Giant Magnetoresistance (GMR) Technology: Applications in Electrical Current Sensing. Sensors 9(10)/2009, 7919–7942, [http://doi.org/10.3390/s91007919].
DOI: https://doi.org/10.3390/s91007919   Google Scholar

Svalov A. V., Larranaga A., Kurlyandskaya G. V.: Effect of Ti seed and spacer layers on structure and magnetic properties of FeNi thin films and FeNi-based multilayers. Materials Science and Engineering B: Solid-State Materials for Advanced Technology 188/2014, 102–105, [http://doi.org/10.1016/j.mseb.2014.06.006].
DOI: https://doi.org/10.1016/j.mseb.2014.06.006   Google Scholar

Zhao C. J., Wu Z. L., Zhao Z. D., Ding L., Lu X. A., Li X. J., Yu G. H.: Influence on the transport behaviors of spin-polarized electrons exerted by MgO/NiFe and NiFe/MgO heterointerfaces. Journal of Magnetism and Magnetic Materials 368/2014, 59–63, [http://doi.org/10.1016/j.jmmm.2014.05.013].
DOI: https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2014.05.013   Google Scholar

Zhao Z. D., Li M. H., Zhao C. J., Yang G., Zhang J. Y., Jiang S. L., Yu G. H.: Large enhancement of magnetoresistance in NiFe film with MgO layers sandwiched after annealing. Applied Surface Science 321/2014, 554–559, [http://doi.org/10.1016/j.apsusc.2014.10.047].
DOI: https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2014.10.047   Google Scholar


Opublikowane
2020-03-30

Cited By / Share

Kisała, J., Czarnacka, K., Gęca, M., & Kociubiński, A. (2020). TECHNOLOGIA I POMIARY MAGNETOOPORU W CIENKOWARSTWOWYCH STRUKTURACH FERROMAGNETYCZNYCH. Informatyka, Automatyka, Pomiary W Gospodarce I Ochronie Środowiska, 10(1), 44–47. https://doi.org/10.35784/iapgos.896

Autorzy

Jakub Kisała 

Politechnika Lubelska Polska

Autorzy

Karolina Czarnacka 

Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie Polska
http://orcid.org/0000-0003-1434-734X

Autorzy

Mateusz Gęca 

Politechnika Lubelska Polska
https://orcid.org/0000-0002-0519-7389

Autorzy

Andrzej Kociubiński 
akociub@semiconductor.pl
Politechnika Lubelska Polska
https://orcid.org/0000-0002-0377-8243

Statystyki

Abstract views: 481
PDF downloads: 288