2.3 .Phương phỏp thực nghiệm chế tạo linh kiện
3.2. Tớnh chất vật lý của màng hai lớp NiFe/IrMn
3.2.3. Hiệu ứng từ điện trở của màng hai lớp NiFe/IrMn
Hiệu ứng từ-điện trở của cỏc màng đĩ được nghiờn cứu thụng qua phộp đo khảo sỏt sự thay đổi của điện trở theo từ trường ngồi sử dụng phương phỏp đo bốn mũi dũ như đĩ được trỡnh bày chi tiết trong phần2.2.2. Kết quả đo s ự thay đổi của
điện trở R/R đo trờn hệ màng cú cấu trỳc hai lớp Ta(5)/NiFe(20)/IrMn(10)/Ta(5)
(nm) được đưa ra trờn Hỡnh 3.6. Trong phộp đo này, dũng một chiều (DC) cú cường độ 1 mA được cấp vuụng gúc với phương từ húa dễ của lớp sắt từ NiFe (phương ghim của từ trường).Kết quả cho thấy tỉ số từ điện trở trờn mẫu này đạt khoảng 2 %
và từ trường để hiệu ứng từ điện trở đạt đến bĩo hũa khoảng400 Oe. Đường cong
với sự thay đổi liờn tục của điện trở khi thay đổi từ trường phự hợp với đường cong từ trễ đo theo phương vuụng gúc như được đưa ra trờn Hỡnh 3.5.
Đối với hệ màng 2 lớp này, hiệu ứng từ - điện trở chớnh là sự phụ thuộc điện
trở vào gúc tạo bởi vectơ từ độ và chiều dũng điện. Quy luật thay đổi của điện trở
theo từ trường trong trường hợp này cú thể được giải thớch như sau: ở từ trường lớn
Hmax = 1200 Oe, năng lượng Zeeman (năng lượng cú được do tương tỏc giữa mụ-
men từ và từ trường ngồi) của từ trường ngồi chiếm ưu thế so với năng lượng tương tỏc trao đổi sắt từ/phản sắt từ định hướng cỏc mụ-men từ trong lớp sắt từ NiFe theo phương từ trường ngồi (xe m minh họa Hỡnh 3.6a). Lỳc này, vộc tơ mật
độ dũng I
và vộc tơ từ độ M
quỏ trỡnh tỏn xạ của cỏc điện tử dẫn theo phương từ độ là nhỏ nhất. Khi từ trường
giảm dần về H = 0 (Oe), năng lượng Zeeman suy yếu dần khiến cho mụ-men từ của
lớp sắt từ do chịu tương tỏc trao đổi với lớp phản sắt từ IrMn quay dần về phương
từ húa ban đầu. Lỳc này gúc tạo bởi vộc tơ mật độ dũng I
và vộc tơ từ độ M
của
lớp sắt từ bị ghim tiến dần đến và đạt = 90º khi từ trường ngồi H = 0. Lỳc này,
quỏ trỡnh tỏn xạ của điện tử dẫn theo phương từ độ xảy ra là là lớn nhất. Trong vựng
quột của từ trường õm từ H = 0 đến -Hmax, quỏ trỡnh đảo từ và do đú sự thay đổi của
hiệu ứng từ-điện trở cũng xảy ra tương tự.
Hỡnh 3.6. Đường cong sự phụ thuộc của tỉ số từ điện trở của mẫu
Ta(5nm)/NiFe(20nm)/IrMn(10nm)/Ta(5nm)(a) và hỡnh minh họa sự thay đổi gúc tạo bởi từ độ của lớp sắt từ và dũng điện dưới tỏc dụng của từ trường ngồi (b).
Tỉ số từ-điện trở thu được trờn hệ màng này là lớn hơn gấp 4 lần khi so sỏnh với cấu trỳc tối ưu của hệ màng ba lớp FM/NM/FM như đĩ trỡnh bày trong phần 3.1.2 ở trờn. Thờm vào đú, tớn hiệu đo rất ổn định theo từ trường cho thấy ảnh hưởng của nhiễu là rất nhỏ. Điều này khẳng định dị hướng từ đơn trục với cấu trỳc đơn đụ-men được tạo ra trong đú cỏc mụ-men từ trong lớp NiFe được định hướng tốt dọc theo phương từ trường ghim (phương từ húa dễ) trong quỏ trỡnh lắng đọng nhờ sự cú mặt của từ trường với cường độ phự hợp, tốt hơn rất nhiều so với màng ba lớp khụng cú tương tỏc thụng qua lớp phản sắt từ.