NM/FM/NM 삼층 박막구조에서 인터믹싱 효과로 인한 길버트 감쇠 상수 변화 연구 (NM=Pt, FM=NiFe)

Abstract

길버트 감쇠 상수는 자화의 동적 거동 경향을 나타내는 상수로 STT-MRAM동작에 있어 매우 중요한 물리적 상수다. 그러나 대부분의 연구가 이상적 계면을 가정하여 실제 다층박막구조에서 길버트 감쇠 상수에 대한 계면의 영향을 배제한다. 따라서 본 연구는 열풀림 온도를 변화시키며 인터믹싱을 통한 계면의 변화를 야기하고 이에 따른 길버트 감쇠 상수 변화를 보았다.

600 – 800 K 에서 30분간 열풀림한 샘플에 대해 구조분석, 길버트 감쇠 상수 변화를 보았고, 열풀림 온도가 높은 샘플일수록 길버트 감쇠 상수도 증가하는 경향을 보였다. 600 K 열풀림 샘플까지는 스핀 펌핑 현상과 계면의 효과가 상쇄되어 댐핑의 변화가 없었으나 700 K 이후에는 차츰 증가하기 시작했다. 이는 퍼말로이의 비정질 상전이 및 비자성 상(NiPt3)이 형성되었기 때문으로 보인다. 800 K 에서는 길버트 감쇠 상수의 급격한 증가를 보였다. 800 K 이상에서는 다양한 화합물(NiPt, FePt, Ni3Pt, Fe3Pt)이 형성 될 수 있으며 이로 인해 길버트 감쇠 상수가 급격히 증가한 것으로 사료된다.