具有宽动态磁场范围的GMR传感器中的自旋倾斜效应
材料科学
2020-07-07 v1 其他凝聚态物理
摘要
磁阻(xMR)传感器在科学和工业中应用广泛，在各种低场环境中替代了霍尔传感器。尽管在扩大xMR传感器动态磁场范围方面已有一些努力，但因其宽线性范围，霍尔传感器仍主导高场应用。利用垂直磁化参考系统与平面内自由层使我们能够克服xMR传感器的这一劣势，并进一步研究层间交换耦合垂直合成反铁磁体(p-SAF)中的自旋倾斜效应。我们基于磁性Co/Pt多层膜系统制备了交换耦合场高达10 kOe的p-SAF。这些p-SAF被设计为“单一”p-SAF（两个Co/Pt多层膜通过4 Å厚的Ru间隔层进行层间交换耦合）或“双重”p-SAF（一个额外的Co层与顶部多层膜层间交换耦合）。这些p-SAF用于具有宽动态磁场范围的巨磁阻(GMR)传感器。通过使用p-SAF作为参考系统并采用平面内磁层作为GMR的自由层，线性范围可有效增大，仅受p-SAF开关场限制。此外，平面内自由层的磁各向异性被完全控制，从而可通过设计确定饱和场。我们研究了不同构型，从自由层磁饱和场低于到远高于p-SAF开关场的情况。通过微磁模拟，我们表明某些GMR传递曲线由层间交换耦合参考系统中的自旋倾斜效应主导。最后，我们的模拟结果揭示了p-SAF设计参数与其磁化反转行为之间的关联。
引用
@article{arxiv.2007.02640,
title = {Spin-canting effects in GMR sensors with wide dynamic field range},
author = {Clemens Muehlenhoff and Christoph Vogler and Wolfgang Raberg and Dieter Suess and Manfred Albrecht},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.02640},
year = {2020}
}
备注
9 pages, 10 figures, 1 table