提高CPP-GMR阅读头传感器性能,使用面向[001]的多晶半金属Heusler合金Co₂FeGa_0.5Ge_0.5和CoFe双层电极

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 凝聚物质物理学 凝聚物质物理学
• 纳米技术 纳米技术

背景情况:

• 当前垂直于平面的巨型磁阻 (CPP-GMR) 设备对于硬盘驱动器读取头至关重要.
• 半金属铁磁电极提供了增强磁阻 (MR) 比率的潜力.
• 优化接口自旋依赖散射是提高CPP-GMR设备性能的关键.

研究的目的:

• 制造和表征以新型CoFe/Co2FeGa0.5Ge0.5 (CFGG) 双层电极为基础的面向[001]的多晶CPP-GMR设备.
• 通过利用正常铁磁体 (NFM) /半金属铁磁体 (HMFM) 接口的接口旋转依赖散射来提高MR比率.
• 为了研究制造设备的偏向电压依赖性和输出电压特征.

主要方法:

• 制造面向[001]的多晶 CPP-GMR 设备.
• 在双层电极中使用CoFe作为普通铁磁体 (NFM) 和Co2FeGa0.5Ge0.5 (CFGG) 作为半金属铁磁体 (HMFM).
• 磁阻 (MR) 比率和偏向电压依赖输出电压的表征.

主要成果:

• 使用CoFe(4.5nm) /CFGG(2.5nm) 双层电极实现了22.7%的高MR比率,显著优于单层电极.
• 证明了使用CoFe{5.5 nm) /CFGG{1.5 nm) 电极的最大输出电压为6.5mV.
• 由于双层结构,在高偏移电流下观察到对旋转转移扭矩的更好的耐力.

结论:

• CoFe/CFGG双层电极结构有效地增强了界面自旋依赖散射,从而显著改善了MR比率.
• 开发的CPP-GMR设备显示了具有均金属间隔器的设备中报告的最高输出电压.
• 这些发现凸显了NFM/HMFM双层电极在下一代高性能硬盘驱动器读取头的潜力.