Manyetik hafıza sistemleri için nano ölçekli IrMn/CoFe ince film sistemlerinde manyetik-yapısal özellik ilişkisinin belirlenmesi

Abstract

Bu tez çalışmasında magnetron sıçratma tekniği ile üretilen Ta(5nm)/Ru (25nm)/Ta(5nm)/NiFe(6nm)/IrMn(10nm)/CoFe(2nm)/Ta(5nm) çoklu tabaka değiş-tokuş sistemlerinde NiFe tabakasının büyütülmesi sırasında uygulanan atmalı DC güç tipinin atma frekansları (10, 20, 30 ve 50 kHz) değiştirilerek bunun IrMn tane boyutu ve antiferromanyetik/ferromanyetik ara yüzeyinde oluşan değiş-tokuş özelliklerine etkileri incelendi. X- Işını kırınımı, yansıması, sıyırma açısı kırınımı ve salınım eğrisi ölçümleri yapısal analiz teknikleri olarak kullanıldı. Yapısal karakterizasyon sonuçlarına göre 10 kHz NiFe ile üretilen çoklu tabaka sisteminde en yüksek IrMn tane boyutu ve kristal örgü değişkeni bulundu. Yine aynı numunenin en yüksek Ru ve IrMn kristal yönelim oranına sahip olduğu gözlendi. Manyetizasyon ölçümlerine göre CoFe serbest ferromanyetik tabakanın Hex (değiş tokuş alanı) değerleri önemli derecede değişmediği, ancak CoFe ve NiFe tabakalarının Hc (zorlayıcı alan) değerlerinin düştüğü gözlendi. Bu duruma göre en yüksek Hex/Hc oranına 10 kHz frekans ile üretilen numunede rastlandı. Bu sonuçlara karşın düşük tane boyutuna sahip olan 50 kHz frekansıyla üretilen numune en yüksek Jk (değiş-tokuş ara yüzey çiftlenim enerjisi) değerini gösterdi. Bu veriler doğrultusunda büyüyen tane boyutundaki domain yapılarının değiş-tokuş etkisine önemli ölçüde etki ettiği anlaşıldı. Çalışmanın ikinci deney serisi kapsamında üretilen Ta(5nm)/Ru(10nm)/Ta(5nm)/NiFe(6nm)/IrMn(10nm)/CoFe (2nm)/Ta(5nm) çoklu tabaka değiş-tokuş sistemlerinde PDC ters voltaj süresinin Ru/Ta, NiFe/IrMn ve IrMn/CoFe ara yüzey pürüzlülüklerine etkisi incelenmiş ve bunların Ru ark sayısıyla birlikte değiştiği gözlenmiştir.