自由层磁性交换偏置效应调控隧穿磁电阻磁传感单元性能

作     者：丰家峰 陈星 魏红祥 陈鹏 兰贵彬 刘要稳 郭经红 黄辉 韩秀峰 Feng Jia-Feng;Chen Xing;Wei Hong-Xiang;Chen Peng;Lan Gui-Bin;Liu Yao-Wen;Guo Jing-Hong;Huang Hui;Han Xiu-Feng

作者机构：中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家研究中心北京100190 中国科学院大学物理学院北京100049 同济大学物理科学与工程学院上海200082 国网智能电网研究院有限公司北京102209 

基　　金：国家重点研发计划(批准号:2021YFB3201800 2021YFB3201801)资助的课题 

出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)

年 卷 期：2023年第72卷第19期

页      码：234-239页

摘      要：优化样品结构参数、磁场退火热处理、串并联桥式设计、施加电流热效应以及额外偏置磁场等是调控隧穿磁电阻(tunnel magnetoresistance,TMR)磁传感性能的常用方法.借助这些方法可以提高TMR磁传感的灵敏度、抗噪声指数、线性度和线性磁场范围等关键性能参数.其中,通过改变TMR磁传感单元的钉扎层、自由层以及势垒层材料和厚度等样品结构参数能够改变交换偏置场,进而提升TMR磁传感性能参数.本文基于微磁学仿真和实验测量发现,通过改变自由层CoFeB/Ru/NiFe/IrMn中的交换耦合作用,可以调制TMR自由层的交换偏置场大小和提升TMR磁传感单元的性能.当逐步增强IrMn钉扎效果时,TMR磁传感单元的线性磁场范围随之增大,但是磁场灵敏度降低;在±0.5倍自由层(主要是CoFeB层)磁矩变化范围内所有TMR磁传感单元的线性度最佳.

主 题 词：交换偏置效应 磁性隧道结 隧穿磁电阻线性传感单元 磁传感器件 

学科分类：0809[工学-计算机类] 07[理学] 070205[070205] 08[工学] 0805[工学-能源动力学] 080502[080502] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.7498/aps.72.20231003

馆 藏 号：203124137...