以磁電阻量測探討鎳鐵平板線之磁區結構翻轉

Study of magnetization reversal of permalloy planar wires by magneto-transport

廖碧珊(Pi-Shan Liao)

指導教授 ： 許世英

國立交通大學/理學院/電子物理系所/碩士(2010年)

https://doi.org/10.6842/NCTU.2010.00802

摘要

在本論文中，我們利用量測磁電阻的方式研究鎳鐵平板線其磁區結構翻轉之空間分佈。
我們製作並量測了一系列厚度為30nm，長度20μm，寬度從0.2μm至8.5μm的鎳鐵平板線，利用四點量測技術測量位在外掛電磁鐵的He4低溫系統中的樣品磁電阻，此外加磁場與線表面平行，且與電流方向(沿著長軸方向)夾角為θ。
樣品磁電阻主要是由於s-d軌域間自旋軌道耦合與異向性散射機制造成的，此種磁電阻稱為異向性磁阻，而異向性磁阻決定於磁化向量與電流方向的夾角，因此我們可以用來探討樣品的磁區結構。
線寬小於1.9μm的樣品具有磁矩會快速翻轉的磁區結構，我們稱之為單磁區。對於線寬0.6μm至1.5μm的樣品，同線寬不同區域的磁電阻特性曲線會有明顯差異，雖然樣品的瞬間翻轉場幾乎未改變，但是在線邊緣區域卻出現與其他區域不一致的磁區結構，且隨著樣品寬度增加，不一致的磁區其範圍會持續擴大；而在線寬小於0.5μm的樣品，其內有90﹪以上的磁區則維持一致性。
我們發現磁區變化之空間分佈與樣品的形狀異向性能有關。對於較小線寬的樣品，其形狀異向性能較大，能克服鎳鐵平板線邊緣所產生的靜磁能，使得所有磁矩仍然平行長軸；反之，較大線寬的樣品其形狀異向性能較小，轉而由邊緣的靜磁能主導，使得邊緣磁區產生磁壁造成不一致的磁區分佈，我們推論邊緣處不一致的磁區分佈與樣品本身的形狀異向性能有關。

關鍵字

磁區結構翻轉 ； 鎳鐵平板線 ； 磁電阻量測

並列摘要

In this work, we study the spatial distribution of magnetization reversal in patterned permalloy planar wires using magneto-transport properties.
A series of sample of 30nm thick, 20μm long, and various widths (0.2μm

並列關鍵字

magnetization reversal ； permalloy planar wires ； magneto-transport

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