Geri Dön

Spin vanası sistemleri için yeni tip nano TOx-MgO (T=V, Ti) tünel bariyerlerinin geliştirilmesi

Development of new type nano TOx-MgO (T=V, Ti) tunnel barrier for spin valve systems

PDF İndir

  1. Tez No: 405962
  2. Yazar: MUSTAFA YILDIRIM
  3. Danışmanlar: PROF. DR. RAMİS MUSTAFA ÖKSÜZOĞLU
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Bilim ve Teknoloji, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Fizik ve Fizik Mühendisliği, Science and Technology, Electrical and Electronics Engineering, Physics and Physics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2015
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Anadolu Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 289

Özet

Bu tez, manyetik hafıza ve pozisyon sensör uygulamaları için MgO bariyerli spin vanası sistemlerinin üretimi ve karakterizasyonlarını içermektedir. IrMn tabanlı değiş-tokuş etkileşimli spin vanası (EB-SV) ile antiferromanyetik katmanın olmadığı Pseudo spin vanası (P-SV) sistemleri manyetik sıçratma (MS) metodu kullanılarak üretilmiştir. EB-SV sisteminde, tampon ve çekirdek katmanların EB sisteminin yapı ve manyetik özelliklerine olan etkisi incelenerek uygun değer EB katman yapısı elde edilmiştir. Bariyer katmanının geliştirilmesi için farklı tip MS metotları kullanılarak tek katman bariyer üretimleri yapılmış ve uygun üretim tekniği bulunmuştur. EB-SV sistemlerinin üretim sonrası tek yönlü manyetik alanda tavlama deneyleri yapılmış, tavlama sonrası manyetik ve yapı değişimleri incelenerek uygun değer tavlama sıcaklıkları belirlenmiştir. EB-SV sisteminin mikro fabrikasyonu gölgeleme maskesi kullanarak yapılmıştır. Optimum EB katmanı ve bariyer katmanı SV sistemine entegre edilerek, 1.8nm bariyer kalınlığında %98 TMR (tünel manyetodirenç) etkisi gözlenmiştir. Tamamlayıcı bir çalışma olarak, MgO tabanlı, yeni nesil ve yüksek performanslı P-SV sistemleri üretilmiştir. P-SV sisteminin yapısal, manyetik, elektrik ve manyetodirenç özellikleri en iyi performanstaki P-SV sistemini elde etmek için sistematik olarak incelenmiştir. Litografi teknikleri kullanılarak mikrofabrikasyonu tamamlanan P-SV'ler için, Rowell kriterleri sağlanmıştır. Ayrıca, P-SV numunelerinin bariyer kalınlığı ve direnç alan bölgesine bağımlılığı incelenmiştir. Sonuç olarak, mikrofabrikasyonu tamamlanmış 25×25µm2 direnç alan bölgesine ve 2nm bariyer kalınlığına sahip bir P-SV sisteminde, oda sıcaklığında %508 TMR değeri elde edilmiştir. Ayrıca, üretilen P-SV sisteminde, tünelleme mekanizmasının uygulanan voltaja bağımlı olarak TMR değerine etkisi bulunmuş, ilk kez bu tür SV sistemlerinde Fowler Nordheim (FN) tünelleme etkisi gözlenerek, FN tünellemesinin TMR ve manyetik olmayan metalden saçılarak elde edilen manyetodirenç (GMR) etkisinin fiziksel olarak kesiştiğini temsil eden tünelleme mekanizması olabileceği gösterilmiştir.

Özet (Çeviri)

This thesis involves the fabrication and characterization of MgO based spin valve (SV) systems for magnetic memory and position sensor applications. Magnetron sputtering (MS) method was used to deposit the layers of IrMn based exchange bias spin valve (EB-SV) systems and pseudo spin valve (P-SV) systems which have stacking structure without antiferromagnetic pinning layer. In the EB-SV systems, effect of buffer and seed layer on the structure and magnetic properties were investigated, and optimum stacking structure of EB systems were obtained. For the barrier layer, single layers were produced using different MS methods and a proper production technique was developed for that purpose. Having deposited the EB-SV systems, uni directional magnetic annealing (UDA) experiments were performed on the EB-SV systems, and optimum UDA temperature was found by investigation of structural and magnetic properties of the annealed EB-SV systems. The microfabrication of EB-SV systems were done using shadow masks. Optimized EB systems and barrier layer were integrated into an EB-SV system, and a TMR values of 98% was achieved at 1.8nm MgO thickness. As a complementary study, new generation and high performance MgO based P-SV systems were produced. Structural, magnetic, electrical and magnetoresistance properties of P-SV systems were systematically investigated to obtain the best performance in these systems. The Rowell criteria, are met for the P-SV which were microfabricated using lithography techniques. Additionally, dependence of P-SV on barrier thickness and resistance area was examined. As a result, microfabricated P-SV systems having 2 nm MgO thickness and resistance area about 25×25µm2shows 508% TMR value at room temperature. Moreover, effect of tunneling mechanism on the bias dependent TMR was found, and the Fowler Nordheim (FN) Tunneling effect was observed for the first time in P-SV systems, which may indicate that FN tunnelling represents the physical intersection between TMR and Giant magnetoresistance (GMR) effects which has nonmagnetic metalic spacer.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    835154

    Performance enhancing additives for hybrid rockets

    Hibrit roketler için performans arttırıcı katkı malzemeleri

    HAKKI KARAKAŞ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İBRAHİM OZKOL

    DOÇ. DR. MUSTAFA ARİF KARABEYOĞLU

  2. Tez No

    275709

    MgO temelli metal oksit nano-filmlerin püskürtme tekniği ile geliştirilmesi ve manyetik spin vanası sistemlerine entegrasyonu

    Development of MgO based metal oxide nano-films with sputter technique and integration into magnetic spin valve systems

    HAKAN ÇINAR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2010

    Bilim ve TeknolojiAnadolu Üniversitesi

    İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. RAMİS MUSTAFA ÖKSÜZOĞLU

  3. Tez No

    407132

    Improving the competitiveness of small and medium sized enterprises: The case of Bosnia and Herzegovina

    Küçük ve orta ölçekli işletmelerde rekabeti geliştirme: Bosna Hersek Vakası

    ALEN DERVISIC

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    EkonomiFatih Üniversitesi

    İşletme (İngilizce) Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ALİ COŞKUN

  4. Tez No

    199695

    Spintronic properties of carbon and silicon based nanostructures

    Karbon ve silikon tabanlı nanomalzemelerin spintronik özellikleri

    ENGİN DURGUN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2007

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. SALİM ÇIRACI

  5. Tez No

    625383

    Nife/X/Irmn (X: cu, cr, pt)-tabanlı planar hall etkisi sensörlerinin üretilmesi ve karakterizasyonu

    Fabrication and characterization of nife/X/irmn (X: Cu, cr, pt)-based planar hall effect sensors

    HASAN PİŞKİN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Fizik ve Fizik MühendisliğiGebze Teknik Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NUMAN AKDOĞAN

Geri Dön