Sains Malaysiana 37(3):  211-215(2008)

 

Effect of Iron Buffer Layer on the Microstructures of

Giant Magnetroresistive Multilayers

(Kesan Lapisan Penampan Ferum ke atas Mikrostruktur Filem Multilapisan

yang Bermagnetorintangan Raksaksa)

 

 

Kok Kuan Ying & Ng Inn Khuan

Malaysian Nuclear Agency, Bangi, 43000 Kajang

Selangor Darul Ehsan, Malaysia

 

Received: 12 June 2007 / Accepted: 4 December 2007

 

 

ABSTRACT

 

The effects of Fe buffer layer on the microstructures and GMR property of magnetron sputtered Co/Cu multilayers were studied. The main focus was to systematically identify the types of microstructural features present in the multilayers and to determine their characteristic length scales via qualitative and quantitative microstructural characterisation techniques.  Both diffraction and imaging techniques were used to extract useful information on layering and crystallographic structures of the materials.  This has provided an insight into the structure-property relationship of the materials system.  Co/Cu multilayered samples grown with iron buffer layers were found to display better structural coherency and layering quality as compared to those grown without the iron buffer layers.  The high GMR effect as demonstrated by these multilayers was associated with highly correlated interface profiles, sharp columnar grain boundaries and high degree of lateral coherency in columnar grain growth.

 

Keywords:  Giant magnetoresistance; Co/Cu multilayers; buffer layer; microstructures

 

 

ABSTRAK

 

Kesan lapisan penampan ferum ke atas mikrostruktur dan ciri magnetorintangan raksasa bagi filem multilapisan Co/Cu yang disediakan dengan kaedah pemercitan magnetron telah dikaji dan  fokus utama adalah untuk mengenal pasti secara sistematik jenis-jenis mikrostruktur yang hadir dalam filem multilapisan tersebut serta menentukan skala panjang ciriannya melalui teknik pencirian mikrostruktur kualitatif dan kuantitatif.  Teknik belauan dan pengimejan telah digunakan untuk mendapatkan maklumat struktur lapisan dan kristalografi bahan.  Ini dapat memberi suatu gambaran ke atas hubungan struktur-sifat bagi sistem bahan berkenaan.  Sampel Co/Cu yang tumbuh dengan lapisan penampan ferum didapati menunjukkan koherensi struktur dan kualiti lapisan yang lebih baik dibandingkan dengan filem yang ditumbuh tanpa lapisan penampan.  Kesan GMR yang tinggi yang dipamerkan oleh filem multilapisan tersebut adalah berkaitan dengan profil antaramuka yang berkorelasi tinggi, sempadan butir turus yang tajam dan koherensi lateral yang tinggi dalam pertumbuhan butir turus. 

Kata kunci:  Magnetorintangan raksasa; multilapisan Co/Cu; lapisan penampan; mikrostruktur

 

 

RUJUKAN/references

 

 

Fullerton E.E, Schüller I.K, Vanderstraeten H. & Bruynseraede Y. 1992. Structural Refinement of Superlattices from X-ray Diffraction.  Phy. Rev. B. 45(16): 9292.

Greer A.L. & Somekh R. E. 1991. Materials Science and Technology. New York:VCH Publ. Inc.

Heinrich B. & Cochran J. H. 1993. Ultrathin metallic magnetic films: Magnetic anisotropies and exchange interactions. Advances in Physics  42(5): 523-639.

Parkin S.S.P., Bhadra R. & Roche K.P. 1991. Oscillatory magnetic exchange coupling through thin copper layers.  Phys. Rev. Lett. 66(16): 2152-2155.

Savage D.E., Kleiner J., Schimke N., Phang Y.H., Jankowski T., Jacobs J., Kariotis R. & Lagally M.G. 1991. Determination of roughness correlations in multilayer films for X-ray mirrors. J. Appl. Phys. 69(13): 1411-1423.

Stearns D.G. 1992.  X-ray scattering from interfacial roughness in multilayer structures, J. Appl. Phys. 71(9): 4286-4298.