WO2007145335A1 - 磁気ヘッド、固体素子メモリ及び磁気センサ - Google Patents

磁気ヘッド、固体素子メモリ及び磁気センサ Download PDF

Info

Publication number
WO2007145335A1
WO2007145335A1 PCT/JP2007/062162 JP2007062162W WO2007145335A1 WO 2007145335 A1 WO2007145335 A1 WO 2007145335A1 JP 2007062162 W JP2007062162 W JP 2007062162W WO 2007145335 A1 WO2007145335 A1 WO 2007145335A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
tunnel junction
ferromagnetic tunnel
current
ferromagnetic
noise
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2007/062162
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Akio Fukushima
Hitoshi Kubota
Shinji Yuasa
Masaki Mizuguchi
Yoshishige Suzuki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST filed Critical National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Publication of WO2007145335A1 publication Critical patent/WO2007145335A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
    • G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y25/00—Nanomagnetism, e.g. magnetoimpedance, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance or tunneling magnetoresistance
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
    • G01R33/09—Magnetoresistive devices
    • G01R33/093—Magnetoresistive devices using multilayer structures, e.g. giant magnetoresistance sensors
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
    • G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
    • G11B5/3903—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects using magnetic thin film layers or their effects, the films being part of integrated structures
    • G11B5/3906—Details related to the use of magnetic thin film layers or to their effects
    • G11B5/3909—Arrangements using a magnetic tunnel junction
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N50/00—Galvanomagnetic devices
    • H10N50/10—Magnetoresistive devices

Definitions

  • Magnetic head solid state memory and magnetic sensor
  • the present invention relates to a magnetic head, a solid state memory, and a magnetic sensor.
  • a ferromagnetic tunnel junction has a structure in which both sides of a thin insulating barrier layer of several tens of angstroms or less are sandwiched between ferromagnetic layers.
  • the electrical conduction of this ferromagnetic tunnel junction is caused by the tunneling of a thin, insulating layer with spin electrons in the ferromagnetic layer of several tens of angstroms or less. Therefore, the ferromagnetic tunnel junction exhibits a magnetoresistive effect in which the electric resistance changes depending on whether the directions of the magnetic layers of both ferromagnetic layers sandwiching the insulating barrier layer are parallel to antiparallel.
  • Non-Patent Document 4 Reported a ferromagnetic tunnel junction that exhibited a magnetoresistance ratio approaching 100% at room temperature, compared to tunnel junctions using magnesium oxide (for example, Non-Patent Document 4). reference). Thereafter, the electrode structure was optimized, and several groups have reported ferromagnetic tunnel junctions exhibiting magnetoresistance ratios of several hundred percent at room temperature (see, for example, Non-Patent Documents 5 and 6).
  • the above-described ferromagnetic tunnel junction exhibiting a high magnetoresistance ratio is expected to be applied to, for example, a magnetic head for high-density magnetic recording and reproduction. Ferromagnetic tunnel junctions are actually used in magnetic heads, and improvements in response characteristics and noise characteristics in the high frequency region are desired.
  • Non-patent literature l M.Julliere, Phys ⁇ ett., 54A, 225 (1975).
  • Non-Patent Document 2 JS Moodera, LR Kinder, TM Wong, and R. Meservey, Phys. Re v. Lett. 74, 3273 (1995).
  • Non-Patent Document 3 T. Miyazaki and N. Tezuka, J. Magn. Magn. Mater. 139, L231 (1995).
  • Non-Patent Document 4 S. Yuasa, A. Fukushima, T. Nagahama, K. Ando, and Y. Suzuki, Jpn. J. Appl. Phys. 43, L588 (2004).
  • Non-Patent Document 5 S. S. P. Parkin, C. Kaiser, A. Panchula, P. M. Rice, B. Hughes, M. Samant, and S. H. Yang, Nature Materials 3, 862 (2004).
  • Non-Patent Document 6 S. Yuasa, T. Nagahama, A. Fukushima, Y. Suzuki, and K. Ando, Nature Materials 3, 868 (2004).
  • the operating frequency region used so far in magnetic heads using a ferromagnetic tunnel junction has been about several hundred MHz, but as the magnetic recording density increases, the next generation of magnetic heads will be used.
  • the operating frequency range is expected to be on the order of GHz.
  • magnetic noise that is thermally induced from the ferromagnetic layer of the ferromagnetic tunnel junction is considered to be a factor that reduces the reliability of the magnetic field detection signal. The effect of this cannot be ignored.
  • an object of the present invention is to provide a magnetic head capable of suppressing noise generated in a ferromagnetic tunnel junction.
  • a magnetic head has a noise having a structure in which an insulator barrier layer is sandwiched between a free layer and a fixed layer which are ferromagnetic layers having a Curie point of room temperature or higher.
  • a ferromagnetic tunnel junction device that outputs a signal including the noise, and a decrease in the amount of the noise per current generated in the ferromagnetic tunnel junction device when the current flowing through the ferromagnetic tunnel junction device increases.
  • Current application means for applying a current having a value determined with reference to the data shown to the ferromagnetic tunnel junction device.
  • the value of the current applied by the current applying means is such that the noise has a peak at a predetermined frequency in the frequency distribution of the noise, and the magnetic field applied to the ferromagnetic tunnel junction element increases.
  • the peak is determined using data that moves to the high frequency side.
  • the current applying means may flow the current from the free layer toward the fixed layer when the relative magnetization angle between the free layer and the fixed layer is less than 90 °.
  • the current application means may flow the current from the fixed layer toward the free layer when the relative magnetization angle between the free layer and the fixed layer is 90 ° or more. This further suppresses noise generated in the ferromagnetic tunnel junction element.
  • the present invention provides a ferromagnetic tunnel junction element that outputs a signal including noise, having a structure in which an insulator barrier layer is sandwiched between a free layer and a fixed layer, which are ferromagnetic layers having a Curie point of room temperature or higher. And a value determined by referring to data indicating that the amount of the noise generated in the ferromagnetic tunnel junction device per current decreases when the current flowing through the ferromagnetic tunnel junction device increases.
  • the magnetic sensor may further include a current applying unit that applies a current to the ferromagnetic tunnel junction element. As a result, the operating characteristics of the magnetic sensor can be improved.
  • the present invention provides a ferromagnetic tunnel junction element that outputs a signal including noise, having a structure in which an insulator barrier layer is sandwiched between a free layer and a fixed layer that are ferromagnetic layers having a Curie point of room temperature or higher. And a value determined by referring to data indicating that the amount of the noise generated in the ferromagnetic tunnel junction device per current decreases when the current flowing through the ferromagnetic tunnel junction device increases. It is also possible to provide a solid-state element memory comprising current application means for applying an electric current to the ferromagnetic tunnel junction element.
  • various magnetic sensors such as a magnetic head for high-density magnetic recording and reproduction, an encoder, etc., or a solid-state element memory that stores data using the parallel / anti-parallel state of magnetic fields, etc.
  • the application conditions such as voltage, current, and magnetic field to the ferromagnetic tunnel junction elements constituting these magnetic heads can be set to appropriate conditions. Therefore, noise generated in the ferromagnetic tunnel junction element is suppressed, so that the operating characteristics of the magnetic head can be improved, and high-frequency noise from various magnetic sensors and solid-state memory can be reduced.
  • FIG. 1 is a circuit diagram of a circuit for estimating noise generated in a ferromagnetic tunnel junction device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing the frequency dependence of noise voltage generated in a ferromagnetic tunnel junction device.
  • FIG. 3 is a circuit diagram of a circuit used in a noise suppression method according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram showing the frequency dependence of noise voltage generated in a ferromagnetic tunnel junction device.
  • FIG. 5 is a circuit diagram of a modification of the circuit used in the noise suppression method according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a circuit diagram of a circuit used in a noise suppression method according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram showing the frequency dependence of noise voltage generated in a ferromagnetic tunnel junction device.
  • FIG. 8 is a circuit diagram of a modified example of the circuit used in the noise suppression method according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram showing the frequency dependence of noise voltage generated in a ferromagnetic tunnel junction device.
  • FIG. 10 is a diagram showing the frequency dependence of noise voltage generated in a ferromagnetic tunnel junction device.
  • FIG. 11 is a diagram showing the frequency dependence of noise voltage generated in a ferromagnetic tunnel junction device.
  • FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the frequency of the peak position of the noise voltage and the applied magnetic field.
  • FIG. 1 is a circuit diagram of a circuit for estimating noise generated in the ferromagnetic tunnel junction device according to the present embodiment. Specifically, it is a circuit diagram of a circuit for estimating noise in a reading device for a magnetic head, a magnetoresistive magnetic field sensor, and a solid state memory.
  • This circuit includes a ferromagnetic tunnel junction device 100, a power source 110, a coil 120, an amplification amplifier 130, and a capacitor 140.
  • the ferromagnetic tunnel junction device 100 and the power source 110 constitute a magnetic head, a magnetoresistive magnetic field sensor, or a solid state memory that outputs a signal including noise.
  • the ferromagnetic tunnel junction device 100 includes a lower electrode 101, a ferromagnetic pinned layer 102, a barrier layer 103, a ferromagnetic free layer 104, and an upper electrode 105 that are sequentially stacked.
  • the ferromagnetic free layer 104 and the ferromagnetic pinned layer 102 are ferromagnetic layers having a Curie point of room temperature or higher.
  • the barrier layer 103 is a thin insulating barrier layer of several tens of angstroms or less, and is sandwiched between the ferromagnetic free layer 104 and the ferromagnetic fixed layer 102.
  • the power supply 110 is connected to the lower electrode 101 and the upper electrode 105, and injects a direct current into the ferromagnetic tunnel junction device 100 as a bias.
  • the coil 120 is inserted between the upper electrode 105 and the power source 110.
  • the amplification amplifier 130 is connected between the upper electrode 105 and the coil 120 via a capacitor 140.
  • an external magnetic field is applied to the ferromagnetic tunnel junction device 100 in a state where a direct current is applied, and signal detection of the magnetic domain state of the ferromagnetic tunnel junction device 100 is performed.
  • FIG. 2 is a diagram showing the frequency dependence of the noise voltage generated in the ferromagnetic tunnel junction device 100 in the high frequency region of 1 GHz to 3 GHz.
  • the noise voltage is standardized by a direct current injected into the ferromagnetic tunnel junction element 100 while the external magnetic field is applied to the ferromagnetic tunnel junction element 100 and the voltage signal detected by the circuit is in a state. This corresponds to the amount of noise per unit current generated in the ferromagnetic tunnel junction device.
  • the magnitude of the direct current applied to the ferromagnetic tunnel junction device 100 is the current density 2
  • the noise voltage decreases as the X 10 5 AZcm 2 force increases. Therefore, referring to data showing that the amount of noise per unit current generated in the ferromagnetic tunnel junction device 100 decreases when the current flowing through the ferromagnetic tunnel junction device 100 increases, the ferromagnetic tunnel junction device 100 The noise can be suppressed by determining the applied current value and applying the current of the current value to the ferromagnetic tunnel junction device 100 by the power supply 110.
  • the target noise value when the target noise value is set and the current flowing through the ferromagnetic tunnel junction device 100 increases, the amount of noise generated in the ferromagnetic tunnel junction device 100 per current decreases.
  • the current of the determined value is applied to the ferromagnetic tunnel junction device 100 to suppress the noise. To do.
  • FIG. 3 is a circuit diagram of a circuit used in the noise suppression method according to the present embodiment.
  • This circuit is composed of a ferromagnetic tunnel junction device 100, a constant voltage source 210, and an ammeter 200.
  • the current applied to the ferromagnetic tunnel junction device 100 of the constant voltage source 210 is ferromagnetic It is determined with reference to data indicating that the amount of noise per unit current generated in the ferromagnetic tunnel junction device 100 decreases when the current flowing through the tunnel junction device 100 increases.
  • the ferromagnetic tunnel junction device 100 and the constant voltage source 210 constitute a magnetic head, a magnetoresistive magnetic field sensor, or a solid state memory that outputs a signal including noise.
  • an external magnetic field is applied to the ferromagnetic tunnel junction device 100 in a state where a direct current is applied, and signal detection of the magnetic domain state of the ferromagnetic tunnel junction device 100 is performed.
  • the magnetic field is applied to the ferromagnetic tunnel junction device 100 so that the relative magnetization angles of the two magnetic layers of the ferromagnetic free layer 104 and the ferromagnetic pinned layer 102 are less than 90 °.
  • FIG. 4 is a diagram showing the frequency dependence of the noise voltage generated in the ferromagnetic tunnel junction device 100 in the high frequency region of 1 GHz to 7 GHz.
  • the solid line indicates that a magnetic field is applied to the ferromagnetic tunnel junction device 100 so that the relative magnetic angle of the two magnetic fields of the ferromagnetic free layer 104 and the ferromagnetic fixed layer 102 is 30 °, and the free magnetic layer is free.
  • the frequency dependence is shown when a DC current of 0.87 mA flows from the layer to the fixed layer.
  • the dotted line applies the magnetic field in the same way, and the DC current of 0.87 mA from the fixed layer to the free layer. It shows the frequency dependence when the current flows.
  • a current is applied to ferromagnetic tunnel junction device 100 using constant voltage source 210.
  • the circuit is composed of a ferromagnetic tunnel junction device 100, a voltmeter 300, and a constant current source 310, and a current is applied to the ferromagnetic tunnel junction device 100 using the constant current source 310.
  • the ferromagnetic tunnel junction element 100 and the constant current source 310 constitute a magnetic head, a magnetoresistive magnetic field sensor, or a solid state memory that outputs a signal including noise, and the ferromagnetic tunnel of the constant current source 310.
  • the ferromagnetic tunnel junction device As described above, according to the noise suppression method of the present embodiment, the ferromagnetic tunnel junction device.
  • the applied current value to 100 is determined by referring to data indicating that the amount of noise per unit current generated in the ferromagnetic tunnel junction device 100 decreases when the current flowing through the ferromagnetic tunnel junction device 100 increases.
  • a magnetic field is applied to the ferromagnetic tunnel junction device 100 so that the relative magnetic field angle between the two magnetic fields of the ferromagnetic free layer 104 and the ferromagnetic pinned layer 102 is less than 90 °. Direct current flows from the layer toward the fixed layer. Therefore, noise generated in the ferromagnetic tunnel junction device 100 is suppressed. As a result, it is possible to suppress noise that is output from the magnetic head, magnetic sensor, or solid state memory force constituted by the ferromagnetic tunnel junction element 100.
  • FIG. 6 is a circuit diagram of a circuit used in the noise suppression method according to the present embodiment.
  • This circuit includes a ferromagnetic tunnel junction device 100, a constant voltage source 410, and an ammeter 200.
  • the applied current value of the constant voltage source 410 to the ferromagnetic tunnel junction device 100 is such that when the current flowing through the ferromagnetic tunnel junction device 100 increases, the amount of noise generated in the ferromagnetic tunnel junction device 100 per current decreases. It is determined with reference to the data indicating that.
  • the ferromagnetic tunnel junction device 100 and the constant voltage source 410 constitute a magnetic head, a magnetoresistive magnetic field sensor, or a solid state memory that outputs a signal including noise.
  • an external magnetic field is applied to the ferromagnetic tunnel junction device 100 while a direct current is applied, and signal detection of the magnetic domain state of the ferromagnetic tunnel junction device 100 is performed.
  • the magnetic field is applied to the ferromagnetic tunnel junction device 100 so that the relative magnetization angle of the two magnetic layers of the ferromagnetic free layer 104 and the ferromagnetic pinned layer 102 is 90 ° or more.
  • FIG. 7 is a diagram showing the frequency dependence of the noise voltage generated in the ferromagnetic tunnel junction device 100 in the high frequency region of 1 GHz to 7 GHz.
  • the solid line applies a magnetic field to the ferromagnetic tunnel junction device 100 so that the relative magnetic field angle of the two magnetic fields of the ferromagnetic free layer 104 and the ferromagnetic fixed layer 102 is 150 °, and is fixed.
  • the frequency dependence when a direct current of 0.887 mA is applied to the free layer and the free layer is shown.
  • the dotted line applies the same magnetic field, and the free layer is directed to the fixed layer. It shows the frequency dependence when a 87 mA DC current is passed.
  • a current is applied to the ferromagnetic tunnel junction device 100 using the constant voltage source 210.
  • the circuit is composed of a ferromagnetic tunnel junction device 100, a voltmeter 300, and a constant current source 510, and a current is applied to the ferromagnetic tunnel junction device 100 using the constant current source 510.
  • the ferromagnetic tunnel junction element 100 and the constant current source 510 constitute a magnetic head, a magnetoresistive magnetic field sensor, or a solid state memory that outputs a signal including noise, and the ferromagnetic tunnel of the constant current source 510.
  • FIG. 9 is a diagram showing the frequency dependence of the noise voltage generated in the ferromagnetic tunnel junction device 100 in the high frequency region of 3 GHz to 7 GHz.
  • the ferromagnetic tunnel junction device 100 is formed so that the relative magnetic angle between the two magnetic layers of the ferromagnetic free layer 104 and the ferromagnetic pinned layer 102 is 150 °. Apply a magnetic field to.
  • the magnitude of the direct current applied to the ferromagnetic tunnel junction device 100 is the current density 2
  • the noise voltage decreases as the X 10 5 AZcm 2 force increases. Therefore, referring to data showing that the amount of noise per unit current generated in the ferromagnetic tunnel junction device 100 decreases when the current flowing through the ferromagnetic tunnel junction device 100 increases, the ferromagnetic tunnel junction device 100 The noise can be suppressed by determining the applied current value and applying the current of the current value to the ferromagnetic tunnel junction device 100 by the power supply 110.
  • FIG. 10 is a diagram showing the frequency dependence of the noise voltage generated in the ferromagnetic tunnel junction device 100 in the high frequency region of 1 GHz to 3 GHz.
  • FIG. 11 is a diagram showing the frequency dependence of the noise voltage generated in the ferromagnetic tunnel junction device 100 in the high frequency region from 1 GHz to: L 1 GHz.
  • the ferromagnetic tunnel junction device 100 is provided with the ferromagnetic tunnel junction device 100 so that the relative magnetic angle between the two magnetic layers of the ferromagnetic free layer 104 and the ferromagnetic pinned layer 102 is 150 °. Apply a magnetic field and move from the fixed layer to the free layer A direct current of 0.087 mA is flowing.
  • the noise voltage decreases as the magnitude of the magnetic field applied to the ferromagnetic tunnel junction device 100 increases.
  • the noise voltage is lower than when no external magnetic field is applied to the ferromagnetic tunnel junction device 100. It can be seen that it is reduced to about 1Z4.
  • FIG. 11 shows that the frequency distribution of the noise voltage has a peak at a predetermined frequency. Also, from FIG. 12 showing the relationship between the frequency of this peak position and the applied magnetic field, this peak shifts to the higher frequency side as the magnitude of the magnetic field applied to the ferromagnetic tunnel junction device 100 increases. I can see it going. Therefore, referring to the data indicating that the noise peak moves to the high frequency side when the magnetic field applied to the ferromagnetic tunnel junction device 100 increases, the applied magnetic field value is determined according to the frequency region to be used, By applying a magnetic field of that magnetic field value to the ferromagnetic tunnel junction device 100 by a magnetic field application unit (not shown), noise can be suppressed.
  • the value of the current applied to the ferromagnetic tunnel junction device 100 is such that when the current flowing through the ferromagnetic tunnel junction device 100 increases, the ferromagnetic tunnel junction device 100 It is determined with reference to data indicating that the amount of noise per unit current generated in the junction element 100 decreases.
  • a magnetic field is applied to the ferromagnetic tunnel junction device 100 so that the relative magnetic field angle of the two magnetic fields of the ferromagnetic free layer 104 and the ferromagnetic fixed layer 102 is 90 ° or more, and the ferromagnetic tunnel junction element 100 is fixed. Direct current flows from the layer toward the free layer. Therefore, noise generated in the ferromagnetic tunnel junction device 100 is suppressed. As a result, it is possible to suppress noise that is output from the magnetic head, magnetic sensor, or solid state memory force constituted by the ferromagnetic tunnel junction element 100.
  • the present invention can be used for a magnetic head, a magnetic sensor, a solid element memory, or the like.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Hall/Mr Elements (AREA)
  • Mram Or Spin Memory Techniques (AREA)
  • Magnetic Heads (AREA)

Abstract

　強磁性トンネル接合で発生するノイズを抑制することが可能な磁気ヘッドが提供される。磁気ヘッドは、室温以上のキュリー点を有する強磁性層である強磁性フリー層１０４及び強磁性固定層１０２により障壁層１０３を挟んだ構成の、ノイズを含む信号を出力する強磁性トンネル接合素子１００と、強磁性トンネル接合素子１００を流れる電流が増加したときに強磁性トンネル接合素子１００で発生する電圧ノイズの強磁性トンネル接合素子１００を流れる電流当たりの量が減少することを示すデータを参照して決定された値の電流を強磁性トンネル接合素子１００に印加する電源１１０とを備える。

Description

明 細 書
磁気ヘッド、固体素子メモリ及び磁気センサ
技術分野
[0001] 本発明は、磁気ヘッド、固体素子メモリ及び磁気センサに関する。
背景技術
[0002] 一般的に、強磁性トンネル接合は、数十オングストローム以下の薄い絶縁バリア層 の両側を強磁性層で挟みこんだ構造を持つことが知られて ヽる。この強磁性トンネル 接合の電気伝導は、強磁性層のスピン電子が数十オングストローム以下の薄 、絶縁 ノ リア層をトンネリングすることにより生じる。よって、強磁性トンネル接合は、絶縁バリ ァ層を挟み込む両強磁性層の磁ィヒの方向が平行カゝ反平行かで電気抵抗が変化す る、磁気抵抗効果を示す。
[0003] このような強磁性トンネル接合の最初の報告は、 1974年に 1^ にょって 6 0& OZCo接合の場合にっ 、て行われ、 42Kで約 14%の磁気抵抗比を示す強磁性ト ンネル接合が報告された (例えば、非特許文献 1参照)。その後、実験技術の進歩に より、良質なトンネル接合が得られるようになり、 1995年に Moodera及び宫崎らにより 、 10〜20%の磁気抵抗比を示す強磁性トンネル接合が報告された (例えば、非特許 文献 2、 3参照)。さらに最近では、 2004年に湯浅らにより酸ィ匕マグネシウムを用いた トンネル接合にぉ ヽて、室温で 100%に迫る磁気抵抗比を示す強磁性トンネル接合 が報告された (例えば、非特許文献 4参照)。その後、電極構造の最適化が図られ、 いくつかのグループから室温で数百％もの磁気抵抗比を示す強磁性トンネル接合が 報告されている（例えば、非特許文献 5、 6参照)。
[0004] 前述した高い磁気抵抗比を示す強磁性トンネル接合は、例えば高密度磁気記録 再生用の磁気ヘッド等への応用が期待されている。そして、強磁性トンネル接合は、 実際に磁気ヘッドに利用され、高周波領域での応答特性及びノイズ特性の改善が望 まれている。
非特許文献 l : M.Julliere, Phys丄 ett., 54A, 225 (1975).
非特許文献 2 : J. S. Moodera, L. R. Kinder, T. M. Wong, and R. Meservey, Phys. Re v.Lett. 74, 3273 (1995).
非特許文献 3 : T. Miyazaki and N. Tezuka, J. Magn. Magn. Mater.139, L231 (1995). 非特許文献 4 : S. Yuasa, A. Fukushima, T. Nagahama, K. Ando, and Y. Suzuki, Jpn. J . Appl. Phys. 43, L588 (2004).
非特許文献 5 : S. S. P. Parkin, C. Kaiser, A. Panchula, P. M. Rice, B. Hughes, M.Sa mant, and S. H. Yang, Nature Materials 3, 862 (2004).
非特許文献 6 : S. Yuasa, T. Nagahama, A. Fukushima, Y. Suzuki, and K. Ando, Nat ur e Materials 3, 868 (2004).
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] ところで、強磁性トンネル接合を用いた磁気ヘッドでこれまで用いられてきた動作周 波数領域は数百 MHz程度であつたが、磁気記録密度の上昇に伴い、次世代の磁 気ヘッドの動作周波数領域は GHzのオーダになることが予想される。しかしながら、 高周波領域では強磁性トンネル接合の強磁性層から熱的に誘起される磁気のノイズ が磁ィ匕検出信号の信頼性を低下させる要因となると考えられるため、強磁性トンネル 接合で発生するノイズの影響が無視できない問題となる。
[0006] そこで、本発明は、かかる問題点に鑑み、強磁性トンネル接合で発生するノイズを 抑制することが可能な磁気ヘッドを提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0007] 上記目的を達成するために、本発明による磁気ヘッドは、室温以上のキュリー点を 有する強磁性層であるフリー層及び固定層により絶縁体バリア層を挟んだ構造の、ノ ィズを含む信号を出力する強磁性トンネル接合素子と、前記強磁性トンネル接合素 子を流れる電流が増加したときに前記強磁性トンネル接合素子で発生する前記ノィ ズの前記電流当たりの量が減少することを示すデータを参照して決定された値の電 流を前記強磁性トンネル接合素子に印加する電流印加手段とを備える。ここで、前 記電流印加手段が印加する電流の値は、前記ノイズが当該ノイズの周波数分布にお いて所定の周波数にピークを持ち、前記強磁性トンネル接合素子に印加する磁界が 増加したときに前記ピークが高周波側に移動するデータを用いて決定される。 [0008] これによつて、強磁性トンネル接合で発生するノイズを抑制することができる。その 結果、磁気ヘッドの動作特性を向上させることができる。
[0009] また、前記電流印加手段は、前記フリー層及び固定層の間の相対磁化角度が 90 ° 未満の場合には、前記電流を前記フリー層から前記固定層に向けて流してもよい し、前記電流印加手段は、前記フリー層及び固定層の間の相対磁化角度を 90° 以 上の場合には、前記電流を前記固定層から前記フリー層に向けて流してもよい。これ によって、強磁性トンネル接合素子で発生するノイズが更に抑制される。
[0010] また、本発明は、室温以上のキュリー点を有する強磁性層であるフリー層及び固定 層により絶縁体バリア層を挟んだ構造の、ノイズを含む信号を出力する強磁性トンネ ル接合素子と、前記強磁性トンネル接合素子を流れる電流が増カロしたときに前記強 磁性トンネル接合素子で発生する前記ノイズの前記電流当たりの量が減少することを 示すデータを参照して決定された値の電流を前記強磁性トンネル接合素子に印加 する電流印加手段とを備えることを特徴とする磁気センサとすることもできる。これによ つて、磁気センサの動作特性を向上させることができる。
[0011] また、本発明は、室温以上のキュリー点を有する強磁性層であるフリー層及び固定 層により絶縁体バリア層を挟んだ構造の、ノイズを含む信号を出力する強磁性トンネ ル接合素子と、前記強磁性トンネル接合素子を流れる電流が増カロしたときに前記強 磁性トンネル接合素子で発生する前記ノイズの前記電流当たりの量が減少することを 示すデータを参照して決定された値の電流を前記強磁性トンネル接合素子に印加 する電流印加手段とを備えることを特徴とする固体素子メモリとすることもできる。
[0012] これによつて、固体素子メモリの高周波ノイズを低減することができる。
発明の効果
[0013] 本発明により、高密度磁気記録再生用磁気ヘッド、エンコーダ等の各種磁気セン サ、あるいは磁ィ匕の平行'反平行状態を利用して記憶する固体素子メモリ等の動作 周波数領域に対して、これら磁気ヘッド等を構成する強磁性トンネル接合素子への 電圧、電流及び磁界等の印加条件を適当な条件に設定できる。よって、強磁性トン ネル接合素子で発生するノイズが抑制されるので、磁気ヘッドの動作特性を向上さ せ、また各種磁気センサや固体素子メモリ等の高周波ノイズを低減することができる。 図面の簡単な説明
[0014] [図 1]本発明の第 1の実施の形態に係る強磁性トンネル接合素子で発生するノイズを 見積もる回路の回路図である。
[図 2]強磁性トンネル接合素子で発生するノイズ電圧の周波数依存性を示す図であ る。
[図 3]本発明の第 2の実施の形態に係るノイズ抑制方法に用いられる回路の回路図 である。
[図 4]強磁性トンネル接合素子で発生するノイズ電圧の周波数依存性を示す図であ る。
[図 5]本発明の第 2の実施の形態に係るノイズ抑制方法に用いられる回路の変形例 の回路図である。
[図 6]本発明の第 3の実施の形態に係るノイズ抑制方法に用いられる回路の回路図 である。
[図 7]強磁性トンネル接合素子で発生するノイズ電圧の周波数依存性を示す図であ る。
[図 8]本発明の第 3の実施の形態に係るノイズ抑制方法に用いられる回路の変形例 の回路図である。
[図 9]強磁性トンネル接合素子で発生するノイズ電圧の周波数依存性を示す図であ る。
[図 10]強磁性トンネル接合素子で発生するノイズ電圧の周波数依存性を示す図であ る。
[図 11]強磁性トンネル接合素子で発生するノイズ電圧の周波数依存性を示す図であ る。
[図 12]ノイズ電圧のピーク位置の周波数と印加磁界との関係を示す図である。
符号の説明
[0015] 100 強磁性トンネル接合素子
101 下部電極
102 強磁性固定層 103 障壁層
104 強磁性フリー層
105 上部電極
110 電源
120 コィノレ
130 増幅アンプ
140 コンデンサ
200 it流十
210、 410 定電圧源
300 電圧計
310、 510 定電流源 発明を実施するための最良の形態
[0016] 以下、本発明の実施の形態におけるノイズ抑制方法について、図面を参照しなが ら説明する。
[0017] (第 1の実施の形態）
図 1は、本実施の形態に係る強磁性トンネル接合素子で発生するノイズを見積もる 回路の回路図である。具体的には、磁気ヘッド、磁気抵抗磁界センサ及び固体素子 メモリの読み出し装置におけるノイズを見積もる回路の回路図である。
[0018] この回路は、強磁性トンネル接合素子 100、電源 110、コイル 120、増幅アンプ 13 0及びコンデンサ 140から構成される。このとき、強磁性トンネル接合素子 100及び電 源 110は、ノイズを含む信号を出力する磁気ヘッド、磁気抵抗磁界センサ又は固体 素子メモリを構成する。
[0019] 強磁性トンネル接合素子 100は、順次積層された下部電極 101、強磁性固定層 10 2、障壁層 103、強磁性フリー層 104及び上部電極 105から構成される。
[0020] 強磁性フリー層 104及び強磁性固定層 102は、室温以上のキュリー点を有する強 磁性層である。障壁層 103は、数十オングストローム以下の薄い絶縁バリア層であり 、強磁性フリー層 104及び強磁性固定層 102により挟み込まれる。 [0021] 電源 110は、下部電極 101及び上部電極 105と接続され、強磁性トンネル接合素 子 100に直流電流をバイアスとして注入する。
[0022] コイル 120は、上部電極 105と電源 110との間に挿入される。増幅アンプ 130は、 上部電極 105とコイル 120との間にコンデンサ 140を介して接続される。
[0023] 上記構成を有する回路では、強磁性トンネル接合素子 100に直流電流を印加した 状態で外部磁界を印加し、強磁性トンネル接合素子 100の磁ィ匕状態の信号検出を 行う。
[0024] 図 2は、 lGHz〜3GHzの高周波領域における、強磁性トンネル接合素子 100で発 生するノイズ電圧の周波数依存性を示す図である。このとき、ノイズ電圧は、強磁性ト ンネル接合素子 100に外部磁界を印加して 、な 、状態で、回路により検出される電 圧信号を強磁性トンネル接合素子 100に注入される直流電流で規格ィ匕したものであ り、強磁性トンネル接合素子で発生するノイズの電流当たりの量に対応する。
[0025] 図 2から、強磁性トンネル接合素子 100に印加する直流電流の大きさが電流密度 2
X 105AZcm2力も増加するのに従って、ノイズ電圧が低減されていくことがわかる。 よって、強磁性トンネル接合素子 100を流れる電流が増加したときに強磁性トンネル 接合素子 100で発生するノイズの電流当たりの量が減少することを示すデータを参 照して強磁性トンネル接合素子 100への印加電流値を決定し、その電流値の電流を 電源 110により強磁性トンネル接合素子 100に印加することでノイズを抑制すること ができる。
[0026] 具体的には、目標とするノイズの値を設定し、強磁性トンネル接合素子 100を流れ る電流が増加したときに強磁性トンネル接合素子 100で発生するノイズの電流当たり の量が減少することを示すデータを参照してノイズの値が目標とする値となる電流の 値を決定した後、決定された値の電流を強磁性トンネル接合素子 100に印加するこ とで、ノイズを抑制する。
[0027] (第 2の実施の形態）
図 3は、本実施の形態に係るノイズ抑制方法に用いられる回路の回路図である。
[0028] この回路は、強磁性トンネル接合素子 100、定電圧源 210及び電流計 200から構 成される。定電圧源 210の強磁性トンネル接合素子 100への印加電流値は、強磁性 トンネル接合素子 100を流れる電流が増加したときに強磁性トンネル接合素子 100 で発生するノイズの電流当たりの量が減少することを示すデータを参照して決定され る。このとき、強磁性トンネル接合素子 100及び定電圧源 210は、ノイズを含む信号 を出力する磁気ヘッド、磁気抵抗磁界センサ又は固体素子メモリを構成する。
[0029] 上記構成を有する回路では、強磁性トンネル接合素子 100に直流電流を印加した 状態で外部磁界を印加し、強磁性トンネル接合素子 100の磁ィ匕状態の信号検出を 行う。このとき、磁界は、強磁性フリー層 104及び強磁性固定層 102の 2つの磁ィ匕の 相対磁化角度が 90° 未満となるように強磁性トンネル接合素子 100に印加される。
[0030] 図 4は、 lGHz〜7GHzの高周波領域における、強磁性トンネル接合素子 100で発 生するノイズ電圧の周波数依存性を示す図である。このとき、実線は、強磁性フリー 層 104及び強磁性固定層 102の 2つの磁ィ匕の相対磁ィ匕角度が 30° となるように強 磁性トンネル接合素子 100に磁界を印加し、かつフリー層から固定層に向かって 0. 87mAの直流電流を流した場合の周波数依存性を示し、点線は、同じように磁界を 印加し、かつ固定層からフリー層に向かって 0. 87mAの直流電流を流した場合の周 波数依存性を示している。
[0031] 図 4から、強磁性フリー層 104及び強磁性固定層 102の 2つの磁ィ匕の相対磁ィ匕角 度が 30° である場合には、フリー層から固定層に向力つて直流電流を流した方が低 いノイズ電圧となることがわかる。よって、上記回路では、ノイズが更に抑制される。
[0032] なお、本実施の形態のノイズ抑制方法では、定電圧源 210を用いて強磁性トンネ ル接合素子 100に電流を印加するとした。しかし、図 5に示されるように、回路は、強 磁性トンネル接合素子 100、電圧計 300及び定電流源 310から構成され、定電流源 310を用いて強磁性トンネル接合素子 100に電流を印加してもよい。このとき、強磁 性トンネル接合素子 100及び定電流源 310は、ノイズを含む信号を出力する磁気へ ッド、磁気抵抗磁界センサ又は固体素子メモリを構成し、定電流源 310の強磁性トン ネル接合素子 100への印加電流値は、強磁性トンネル接合素子 100を流れる電流 が増加したときに強磁性トンネル接合素子 100で発生するノイズの電流当たりの量が 減少することを示すデータを参照して決定される。
[0033] 以上のように、本実施の形態のノイズ抑制方法によれば、強磁性トンネル接合素子 100への印加電流値は、強磁性トンネル接合素子 100を流れる電流が増加したとき に強磁性トンネル接合素子 100で発生するノイズの電流当たりの量が減少することを 示すデータを参照して決定される。また、強磁性トンネル接合素子 100には、強磁性 フリー層 104及び強磁性固定層 102の 2つの磁ィ匕の相対磁ィ匕角度が 90° 未満とな るように磁界が印加され、かつフリー層から固定層に向かって直流を流す。よって、 強磁性トンネル接合素子 100で発生するノイズが抑制される。その結果、強磁性トン ネル接合素子 100により構成される磁気ヘッド、磁気センサあるいは固体素子メモリ 力も出力されるノイズを抑制することができる。
[0034] (第 3の実施の形態）
図 6は、本実施の形態に係るノイズ抑制方法に用いられる回路の回路図である。
[0035] この回路は、強磁性トンネル接合素子 100、定電圧源 410及び電流計 200から構 成される。定電圧源 410の強磁性トンネル接合素子 100への印加電流値は、強磁性 トンネル接合素子 100を流れる電流が増加したときに強磁性トンネル接合素子 100 で発生するノイズの電流当たりの量が減少することを示すデータを参照して決定され る。このとき、強磁性トンネル接合素子 100及び定電圧源 410は、ノイズを含む信号 を出力する磁気ヘッド、磁気抵抗磁界センサ又は固体素子メモリを構成する。
[0036] 上記構成を有する回路では、強磁性トンネル接合素子 100に直流電流を印加した 状態で外部磁界を印加し、強磁性トンネル接合素子 100の磁ィ匕状態の信号検出を 行う。このとき、磁界は、強磁性フリー層 104及び強磁性固定層 102の 2つの磁ィ匕の 相対磁化角度が 90° 以上となるように強磁性トンネル接合素子 100に印加される。
[0037] 図 7は、 lGHz〜7GHzの高周波領域における、強磁性トンネル接合素子 100で発 生するノイズ電圧の周波数依存性を示す図である。このとき、実線は、強磁性フリー 層 104及び強磁性固定層 102の 2つの磁ィ匕の相対磁ィ匕角度が 150° となるように強 磁性トンネル接合素子 100に磁界を印加し、かつ固定層カゝらフリー層に向カゝつて 0. 87mAの直流電流を流した場合の周波数依存性を示し、点線は、同じように磁界を 印加し、かつフリー層から固定層に向かって 0. 87mAの直流電流を流した場合の周 波数依存性を示している。
[0038] 図 7から、強磁性フリー層 104及び強磁性固定層 102の 2つの磁ィ匕の相対磁ィ匕角 度が 150° である場合には、固定層からフリー層に向かって直流電流を流した方が 低いノイズ電圧となることがわかる。よって、上記回路では、ノイズが更に抑制される。
[0039] なお、本実施の形態のノイズ抑制方法では、定電圧源 210を用いて強磁性トンネ ル接合素子 100に電流を印加するとした。しかし、図 8に示されるように、回路は、強 磁性トンネル接合素子 100、電圧計 300及び定電流源 510から構成され、定電流源 510を用いて強磁性トンネル接合素子 100に電流を印加してもよい。このとき、強磁 性トンネル接合素子 100及び定電流源 510は、ノイズを含む信号を出力する磁気へ ッド、磁気抵抗磁界センサ又は固体素子メモリを構成し、定電流源 510の強磁性トン ネル接合素子 100への印加電流値は、強磁性トンネル接合素子 100を流れる電流 が増加したときに強磁性トンネル接合素子 100で発生するノイズの電流当たりの量が 減少することを示すデータを参照して決定される。
[0040] 図 9は、 3GHz〜7GHzの高周波領域における、強磁性トンネル接合素子 100で発 生するノイズ電圧の周波数依存性を示す図である。このとき、強磁性トンネル接合素 子 100〖こは、強磁性フリー層 104及び強磁性固定層 102の 2つの磁ィ匕の相対磁ィ匕 角度が 150° となるように強磁性トンネル接合素子 100に磁界を印加して ヽる。
[0041] 図 9から、強磁性トンネル接合素子 100に印加する直流電流の大きさが電流密度 2
X 105AZcm2力も増加するのに従って、ノイズ電圧が低減されていくことがわかる。 よって、強磁性トンネル接合素子 100を流れる電流が増加したときに強磁性トンネル 接合素子 100で発生するノイズの電流当たりの量が減少することを示すデータを参 照して強磁性トンネル接合素子 100への印加電流値を決定し、その電流値の電流を 電源 110により強磁性トンネル接合素子 100に印加することでノイズを抑制すること ができる。
[0042] 図 10は、 lGHz〜3GHzの高周波領域における、強磁性トンネル接合素子 100で 発生するノイズ電圧の周波数依存性を示す図である。また、図 11は、 1GHz〜： L 1G Hzの高周波領域における、強磁性トンネル接合素子 100で発生するノイズ電圧の周 波数依存性を示す図である。このとき、強磁性トンネル接合素子 100には、強磁性フ リー層 104及び強磁性固定層 102の 2つの磁ィ匕の相対磁ィ匕角度が 150° となるよう に強磁性トンネル接合素子 100に磁界を印加し、かつ固定層からフリー層に向かつ て 0. 087mAの直流電流を流している。
[0043] 図 10から、強磁性トンネル接合素子 100に印加する磁界の大きさが増加するのに 従って、ノイズ電圧が低減されていくことがわかる。例えば、周波数を 2GHzに固定し 、 700Oeの磁界を強磁性トンネル接合素子 100に印加した場合には、強磁性トンネ ル接合素子 100に外部磁界を印加していない状態と比較して、ノイズ電圧が 1Z4程 度にまで低減されることがわかる。
[0044] 図 11から、ノイズ電圧の周波数分布には所定の周波数にピークがあることがわかる 。また、このピーク位置の周波数と印加磁界との関係を示す図 12から、強磁性トンネ ル接合素子 100に印加する磁界の大きさが増加するのに従って、このピークが高周 波側にシフトしていくことがわかる。よって、強磁性トンネル接合素子 100に印加する 磁界が増カロしたときにノイズのピークが高周波側に移動することを示すデータを参照 して、利用する周波数領域に応じた印加磁界値を決定し、その磁界値の磁界を磁界 印加部（図外）により強磁性トンネル接合素子 100に印加することで、ノイズを抑制す ることがでさる。
[0045] 以上のように、本実施の形態のノイズ抑制方法によれば、強磁性トンネル接合素子 100への印加電流値は、強磁性トンネル接合素子 100を流れる電流が増加したとき に強磁性トンネル接合素子 100で発生するノイズの電流当たりの量が減少することを 示すデータを参照して決定される。また、強磁性トンネル接合素子 100には、強磁性 フリー層 104及び強磁性固定層 102の 2つの磁ィ匕の相対磁ィ匕角度が 90° 以上とな るように磁界が印加され、かつ固定層からフリー層に向かって直流を流す。よって、 強磁性トンネル接合素子 100で発生するノイズが抑制される。その結果、強磁性トン ネル接合素子 100により構成される磁気ヘッド、磁気センサあるいは固体素子メモリ 力も出力されるノイズを抑制することができる。
[0046] 以上、本発明のノイズ抑制方法につ!、て、実施の形態に基づ 、て説明したが、本 発明は、この実施の形態の限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範 囲内で当業者が思いつく各種変形を施したものも本発明の範囲内に含まれる。 産業上の利用可能性
[0047] 本発明は、磁気ヘッド、磁気センサあるいは固体素子メモリ等に利用することができ
Figure imgf000013_0001

Claims

請求の範囲
[1] 室温以上のキュリー点を有する強磁性層であるフリー層及び固定層により絶縁体 ノリア層を挟んだ構造の、ノイズを含む信号を出力する強磁性トンネル接合素子と、 前記強磁性トンネル接合素子を流れる電流が増加したときに前記強磁性トンネル 接合素子で発生する前記ノイズの前記電流当たりの量が減少することを示すデータ を参照して決定された値の電流を前記強磁性トンネル接合素子に印加する電流印 加手段とを備える
ことを特徴とする磁気ヘッド。
[2] 前記電流印加手段は、前記フリー層及び固定層の間の相対磁化角度が 90° 未満 の場合には、前記電流を前記フリー層から前記固定層に向けて流す
ことを特徴とする請求項 1に記載の磁気ヘッド。
[3] 前記電流印加手段は、前記フリー層及び固定層の間の相対磁化角度を 90° 以上 の場合には、前記電流を前記固定層から前記フリー層に向けて流す
ことを特徴とする請求項 1に記載の磁気ヘッド。
[4] 前記強磁性トンネル接合素子には、前記ノイズが当該ノイズの周波数分布におい て所定の周波数にピークを持ち、前記強磁性トンネル接合素子に印加する磁界が増 カロしたときに前記ピークが高周波側に移動するデータを用いて決定される磁界が印 加される
ことを特徴とする請求項 1〜3のいずれ力 1項に記載の磁気ヘッド。
[5] 室温以上のキュリー点を有する強磁性層であるフリー層及び固定層により絶縁体 ノリア層を挟んだ構造の、ノイズを含む信号を出力する強磁性トンネル接合素子と、 前記強磁性トンネル接合素子を流れる電流が増加したときに前記強磁性トンネル 接合素子で発生する前記ノイズの前記電流当たりの量が減少することを示すデータ を参照して決定された値の電流を前記強磁性トンネル接合素子に印加する電流印 加手段とを備える
ことを特徴とする磁気センサ。
[6] 室温以上のキュリー点を有する強磁性層であるフリー層及び固定層により絶縁体 ノリア層を挟んだ構造の、ノイズを含む信号を出力する強磁性トンネル接合素子と、 前記強磁性トンネル接合素子を流れる電流が増加したときに前記強磁性トンネル 接合素子で発生する前記ノイズの前記電流当たりの量が減少することを示すデータ を参照して決定された値の電流を前記強磁性トンネル接合素子に印加する電流印 加手段とを備える
ことを特徴とする固体素子メモリ。
室温以上のキュリー点を有する強磁性層であるフリー層及び固定層により絶縁体 ノリア層を挟んでなる強磁性トンネル接合素子力 出力される信号のノイズを抑制す る方法であって、
目標とする前記ノイズの値を設定するノイズ設定ステップと、
前記強磁性トンネル接合素子を流れる電流が増加したときに前記強磁性トンネル 接合素子で発生する前記ノイズの前記電流当たりの量が減少することを示すデータ を参照して、前記ノイズの値が前記目標とする値となる前記電流の値を決定する決 定ステップと、
前記決定された値の前記電流を前記強磁性トンネル接合素子に印加する印加ステ ップとを含む
ことを特徴とするノイズ抑制方法。
PCT/JP2007/062162 2006-06-16 2007-06-15 磁気ヘッド、固体素子メモリ及び磁気センサ Ceased WO2007145335A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006-168014 2006-06-16
JP2006168014A JP2007335759A (ja) 2006-06-16 2006-06-16 磁気ヘッド

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2007145335A1 true WO2007145335A1 (ja) 2007-12-21

Family

ID=38831848

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2007/062162 Ceased WO2007145335A1 (ja) 2006-06-16 2007-06-15 磁気ヘッド、固体素子メモリ及び磁気センサ

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2007335759A (ja)
WO (1) WO2007145335A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113281574A (zh) * 2020-02-19 2021-08-20 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 微波探测装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002133621A (ja) * 2000-10-27 2002-05-10 Tdk Corp 磁気抵抗効果素子を有する磁気ヘッドの検査方法及び装置
JP2005243154A (ja) * 2004-02-26 2005-09-08 Toshiba Corp 電流狭窄型垂直通電ｇｍｒヘッドアセンブリ、磁気記録再生装置、電流狭窄型垂直通電ｇｍｒヘッドの適正センス電流方向の特定方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002133621A (ja) * 2000-10-27 2002-05-10 Tdk Corp 磁気抵抗効果素子を有する磁気ヘッドの検査方法及び装置
JP2005243154A (ja) * 2004-02-26 2005-09-08 Toshiba Corp 電流狭窄型垂直通電ｇｍｒヘッドアセンブリ、磁気記録再生装置、電流狭窄型垂直通電ｇｍｒヘッドの適正センス電流方向の特定方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113281574A (zh) * 2020-02-19 2021-08-20 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 微波探测装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007335759A (ja) 2007-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Tsoi et al. Magnetic domain wall motion triggered by an electric current
US8564282B2 (en) Angle sensor, angle sensor manufacturing method, and angle detection device using the angle sensor
CN101688903B (zh) 使用侧向自旋转移的低噪音磁场传感器
JP7838768B2 (ja) 磁気センサ
US7929258B2 (en) Magnetic sensor including a free layer having perpendicular to the plane anisotropy
US9632150B2 (en) Magnetic field sensor with increased field range
Nagasaka CPP-GMR technology for magnetic read heads of future high-density recording systems
Van de Veerdonk et al. 1/f noise in anisotropic and giant magnetoresistive elements
JP2002503887A (ja) トンネル効果磁気抵抗体およびこれを用いた磁気センサ
Nakatani et al. Tunnel magnetoresistance sensors with symmetric resistance-field response and noise properties under AC magnetic field modulation
JP2001250208A (ja) 磁気抵抗効果素子
Huai et al. Spin-transfer switching current distribution and reduction in magnetic tunneling junction-based structures
Koraltan et al. Skyrmionic device for three dimensional magnetic field sensing enabled by spin-orbit torques
Lee et al. Spin transfer effect in spin-valve pillars for current-perpendicular-to-plane magnetoresistive heads
Pan et al. Field-free spin-orbit torque switching of Co/Pd memory layer in CPP-GMR with perpendicularly magnetized SAF pinned layer
Wisniowski et al. 1/f magnetic noise dependence on free layer thickness in hysteresis free MgO magnetic tunnel junctions
Schmalhorst et al. Switching stability of magnetic tunnel junctions with an artificial antiferromagnet
JP2007335759A (ja) 磁気ヘッド
JP4686616B2 (ja) 磁気再生ヘッドおよび磁気記録再生装置
Sato et al. Effective resistance mismatch and magnetoresistance of a CPP-GMR system with current-confined-paths
JP2000340859A5 (ja)
CN118311485B (zh) 一种磁阻传感器及其制造方法
JP2016096377A (ja) マイクロ波検波器及びマイクロ波検波方法
Krupa Spin-dependent tunneling conductance in TbCoFe/Pr6O11/TbCoFe films
Liu et al. Characteristics of electrostatic discharge induced damage on magnetic tunnel junctions

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 07745416

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 07745416

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1