DE4408274A1 - Magnetoresistenzeffekt-Element - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Magnetoresistenzeffekt Element unter Verwendung
einer magnetischen Schicht mit einer Grundmasse aus nicht magnetischem Metall und in
der Grundmasse dispergierten feinen magnetischen Teilchen.
Ein auf dem magnetischen Widerstandseffekt (Magnetoresistenz) beruhendes Element dient
üblicherweise als Magnetfeldsensor oder als Magnetkopf. Das unter Verwendung eines
ferromagnetischen Materials gebildete, den magnetischen Widerstandseffekt ausnutzende
Element besitzt hervorragende Temperaturstabilität und einen großen Temperaturbereich,
in welchen das ferromagnetische Material eingesetzt werden kann. Üblicherweise wird eine
aus Permalloy bestehende Dünnschicht mit einem magnetischen Widerstandsverhältnis von
etwa 2% als Material eines Magnetoresistenz-Elements verwendet. Allerdings ist das
Verhältnis des magnetischen Widerstandes der Permalloy-Dünnschicht zu gering, um eine
ausreichende Empfindlichkeit zu erzielen.
Im Gegensatz dazu erfreut sich aufgrund des beträchtlichen magnetischen
Widerstandseffektes in jüngster Zeit eine artifizielle Gitterschicht besonderen Interesses,
deren Aufbau so beschaffen war, daß magnetische Schichten und nicht-magnetische
Schichten abwechselnd in einem Intervall von einigen Angström bis zu einigen 10
Angström übereinandergestapelt sind, während eine obere und eine untere magnetische
Schicht über eine nicht-magnetische Metallschicht magnetisch antiparallel gekoppelt sind.
Es wurde eine artifizielle Gitterschicht entwickelt, so z. B. eine (Fe/Cr)n-Schicht (Phys.
Rev. Let., vol 61, Seite 2472 (1988)) oder eine (Co/Cu)n-Schicht (J. Mag.Mag.Mac. Vol
94, pl 1(1991)). Der starke magnetische Widerstandseffekt wird dadurch erhalten, daß
abhängig von einer Spin-Richtung der magnetischen Schicht Elektronen gestreut werden.
In jüngster Zeit wurde herausgefunden, daß nicht nur eine Mehrschichtstruktur, sondern
auch eine Schicht mit einer Cu- oder Ag-Grundmasse und in dieser Grundmasse
dispergierten feinen Magnetteilchen aus Co oder Fe einen starken magnetischen
Widerstandseffekt aufweist (Phys. Rev. Let. 68, 3749 (1992), Phys. Rev. Let. 68, 3745
(1992) und Phys. Rev. Let. 46, 9366 (1992)).
Die Schicht, in welcher die feinen magnetischen Teilchen dispergiert sind, läßt sich im
Vergleich zu einer artifiziellen Gitterschicht in einfacher Weise ausbilden, und sie besitzt
ein großes MR-Verhältnis (Magnetoresistenz-Verhältnis) von etwa 20%. Wenn deshalb die
Schicht als auf dem magnetischen Widerstandseffekt beruhenden Element eingesetzt wird,
steht zu erwarten, daß dieses Element geringes Barghausen-Rauschen aufweist. Da aber ein
starkes Magnetfeld von 10 kOe oder darüber angelegt werden muß, um ein großes MR-
Verhältnis zu erzielen, entstehen durch dieses starke Magnetfeld in der Praxis Probleme.
Die vorliegende Erfindung basiert auf den obigen Erwägungen, und es ist Aufgabe der
Erfindung, ein auf dem magnetischen Widerstandseffekt beruhendes Element mit kleiner
Hysterese, einem kleinen magnetischen Sättigungsfeld und einem großen magnetischen
Widerstandsverhältnis zu schaffen, so daß in einem kleinen Magnetfeld ein starkes
magnetisches Widerstandsverhältnis erzielt werden kann.
Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein auf dem magnetischen
Widerstandseffekt beruhendes Element geschaffen, welches eine magnetische Schicht
aufweist, in der in einer Edelmetallgrundmasse feine amorphe magnetische Metallteilchen
dispergiert sind, die mindestens ein Element aus der Gruppe Fe, Co und Ni enthalten.
Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein den magnetischen
Widerstandseffekt ausnutzendes Element geschaffen, welches eine Mehrschichtstruktur aus
magnetischen Schichten aufweist, bei der in einer Edelmetallgrundmasse feine magnetische
Metallteilchen dispergiert sind, die mindestens ein Element aus der Gruppe Fe, Co und Ni
enthalten, und welches mindestens eine nicht-magnetische Schicht aufweist, die ein
Edelmetall enthält.
Gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein den magnetischen
Widerstandseffekt ausnutzendes Element angegeben, welches eine Mehrschichtstruktur
aufweist, gebildet durch erste magnetische Schichten, in denen in einer
Edelmetallgrundmasse feine magnetische Metallteilchen dispergiert sind, die mindestens
ein Element aus der Gruppe Fe, Co und Ni enthalten, und zweite magnetische Schichten
aufweist, welche mindestens ein Element aus der Gruppe Fe, Co und Ni enthalten.
Gemäß dem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein auf dem magnetischen
Widerstandseffekt basierendes Element angegeben, welches eine magnetische Schicht
aufweist, in der in einer nicht-magnetischen Metall-Grundmasse feine magnetische
Teilchen dispergiert sind, die eine uniaxiale magnetische Anisotropie sowie eine
Hauptachse von nicht mehr als 200 Angström aufweisen.
Gemäß dem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Element basierend auf
dem magnetischen Widerstandseffekt angegeben, welches eine Mehrschichtstruktur
aufweist, gebildet durch eine erste magnetische Schicht, in der in einer nicht-magnetischen
Metall-Grundmasse feine magnetische Teilchen dispergiert sind, und eine zweite
magnetische Schicht aufweist, deren magnetische Eigenschaften weicher als die der
magnetischen Schicht sind.
Gemäß dem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein auf dem magnetischen
Widerstandseffekt beruhendes Element mit einer magnetischen Schicht geschaffen, in der
in einer nicht-magnetischen Metall-Grundmasse feine Magnetteilchen dispergiert sind, die
aus mindestens zwei magnetischen Elementen gebildet sind, welche aus der Gruppe Fe, Co
und Ni ausgewählt sind.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher
beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine Querschnittansicht eines den magnetischen Widerstandseffekt ausnutzenden
Elements gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 eine Querschnittansicht eines den magnetischen Widerstandseffekt ausnutzenden
Elements gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 3 eine Querschnittansicht eines bevorzugten Elements mit magnetischem
Widerstandseffekt gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 4 eine Querschnittansicht eines Elements mit magnetischem Widerstandseffekt
gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 5 eine Querschnittansicht eines Elements mit magnetischem Widerstandseffekt
gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 6 eine Querschnittansicht eines Elements mit magnetischem Widerstandseffekt
gemäß der fünften Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 7 und 8 Querschnittansichten eines weiteren Elements mit magnetischem
Widerstandseffekt gemäß der fünften Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 9 eine Querschnittansicht eines Elements mit magnetischem Widerstandseffekt
gemäß der sechsten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 10 eine Ansicht einer Ionenstrahl-Zerstäubungsapparatur, wie sie bei den
Beispielen der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
Fig. 11 eine graphische Darstellung des magnetischen Widerstandsverhältnisses einer
Probe eines Elements mit magnetischem Widerstandseffekt gemäß Beispiel 9
der Erfindung;
Fig. 12 eine graphische Darstellung des magnetischen Widerstandsverhältnisses einer
Probe des Elements gemäß einem Vergleichsbeispiel zu Beispiel 9,
Fig. 13 eine graphische Darstellung des magnetischen Widerstandes einer Probe eines
auf dem magnetischen Widerstandseffekt beruhenden Elements gemäß Beispiel
10,
Fig. 14 eine graphische Darstellung des magnetischen Widerstandsverhältnisses einer
Probe eines Elements mit magnetischem Widerstandseffekt als
Vergleichsbeispiel zu Beispiel 10;
Fig. 15 eine graphische Darstellung des magnetischen Widerstandsverhältnisses einer
Probe eines Elements mit magnetischem Widerstandseffekt gemäß Beispiel 11;
Fig. 16 eine graphische Darstellung des magnetischen Widerstandsverhältnisses einer
Probe eines Elements mit magnetischem Widerstandseffekt als
Vergleichsbeispiel zu Beispiel 11;
Fig. 17 eine graphische Darstellung des magnetischen Widerstandsverhältnisses einer
Probe eines Elements mit magnetischem Widerstandseffekt gemäß Beispiel 12;
Fig. 18 eine graphische Darstellung des magnetischen Widerstandsverhältnisses einer
Probe eines Elements mit magnetischem Widerstandseffekt gemäß Beispiel 13;
Fig. 19 eine graphische Darstellung des magnetischen Widerstandsverhältnisses einer
Probe eines Elements mit magnetischem Widerstandseffekt als
Vergleichsbeispiel zu Beispiel 13; und
Fig. 20 eine graphische Darstellung des magnetischen Widerstandsverhältnisses einer
Probe eines Elements mit magnetischem Widerstandseffekt gemäß Beispiel 14.
Ein Element mit magnetischem Widerstandseffekt (Magnetoresistenzeffekt-Element) gemäß
einer ersten Ausführungsform der Erfindung nach Fig. 1 besitzt eine magnetische Schicht
3, in welcher feine amorphe magnetische Metallteilchen 2 in einer Edelmetall-Grundmasse
1 dispergiert sind, wobei die Teilchen 2 mindestens ein Element der Gruppe Fe, Co und
Ni enthalten.
Eine konventionelle Schicht, in welcher in einer Edelmetall-Grundmasse feine magnetische
Metallteilchen dispergiert sind, besitzt aus folgenden Gründen ein starkes magnetisches
Sättigungsfeld. Eine starke magnetische Anisotropie läßt sich in den dispergierten
Feinteilchen induzieren, und die Feinteilchen können so klein sein, daß sie über
paramagnetisches Verhalten zeigen und willkürlich verteilt sind. Diese magnetische
Anisotropie kann verursacht werden durch magnetoelastische Energie, welche dadurch
erzeugt wird, daß eine magnetokristalline Anisotropie oder die Magnetostriktion der
Feinteilchen mit innerer Spannung oder einer Form-Anisotropie basierend auf den Formen
der Feinteilchen gekoppelt wird. Wenn also diese magnetischen Anisotropien reduziert
werden, läßt sich ein magnetisches Sättigungsfeld verringern.
Um bei dieser Ausführungsform die magnetokristalline Anisotropie zu verringern, werden
die feinen magnetischen Metallteilchen aus einem amorphen Material gebildet. Dies
deshalb, weil die magnetokristalline Anisotropie der amorphen Legierung im wesentlichen
Null beträgt.
Als ein Element für die Edelmetall-Grundmasse 1 kann ein nicht-ferromagnetisches
Edelmetallelement wie z. B. Cu, Ag oder Au allein oder in Form einer Legierung, die
mindestens eines dieser Elemente enthält, verwendet werden.
Die feinen amorphen magnetischen Metallteilchen 2 enthalten mindestens ein Element der
Gruppe Fe, Co und Ni, und sie zeigen Ferromagnetismus. Wie oben beschrieben wurde,
werden vorzugsweise die feinen amorphen magnetischen Metallteilchen verwendet, und
noch mehr bevorzugt wird für die feinen magnetischen Metallteilchen eine amorphe
Legierung eingesetzt, deren Magnetostriktion im wesentlichen Null beträgt, weil die
magnetische Anisotropie auf der Grundlage der Magnetoelastizität abnimmt. Als ein
amorphes magnetisches Material, dessen Magnetostriktion im wesentlichen Null beträgt,
ist außerdem ein magnetisches Material mit einer Zusammensetzung bekannt, die
dargestellt wird durch (NixFeyCoz)aX100-a (mit x = 0-0,10; y = 0,04-0, 10; z = 0,90-0,94
und x + y + z = 1; a = 65-90 und X als mindestens einem Element aus der Gruppe Nb,
Zr, Hf, Si, B, C und P). Um die magnetische Anisotropie der feinen magnetischen
Metallteilchen 2 zu verringern, werden vorzugsweise flach gestaltete Teilchen als die
Feinteilchen 2 verwendet, wobei das Seitenverhältnis vorzugsweise auf etwa 5 bis 50
eingestellt ist.
Um das magnetische Widerstandsverhältnis heraufzusetzen, wird vorzugsweise das
Volumen der feinen magnetischen Metallteilchen selbst verringert. Genauer gesagt, die
Hauptachse jedes Feinteilchens beträgt vorzugsweise 50 bis 200 Angström.
Man beachte, daß die durch die Edelmetall-Grundmasse und die feinen magnetischen
Metallteilchen gebildete Schicht insgesamt eine magnetische Schicht ist.
Die oben beschriebene magnetische Schicht besitzt typischerweise einen
Dünnschichtaufbau, und die magnetische Schicht läßt sich durch eine Dünnschicht-
Herstellungsmethode erhalten, beispielsweise durch Molekularstrahl-Epitaxie (MBE) oder
durch Ultrahochvakuum-Zerstäubung bei Ultrahochvakuum. Außerdem läßt sich die
magnetische Schicht mit Hilfe herkömmlicher Dünnschichtverfahren herstellen,
beispielsweise durch einen HF-Magnetron-Zerstäubungsverfahren, durch ein Ionenstrahl-
Zerstäubungsverfahren oder durch einen Niederschlagungsverfahren, bei dem ein
anfängliches Vakuum auf 10-7 Torr oder darunter eingestellt wird (d. h. auf einen Druck
von 10-7 Torr oder mehr). Darüber hinaus ist die Gestalt der magnetischen Schicht nicht
auf die Dünnschichtform beschränkt, sondern man kann als die magnetische Schicht auch
ein Band herstellen, welches durch rasches Ablöschen oder dergleichen erhalten wird.
Im folgenden wird die zweite Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
Ein auf dem magnetischen Widerstandseffekt basierendes Element gemäß der zweiten
Ausführungsform der Erfindung besitzt gemäß Fig. 2 eine Mehrschichtstruktur 15, gebildet
durch magnetische Schichten 13, in welchen feine kristalline oder amorphe magnetische
Metallteilchen 12, die mindestens ein Element der Gruppe Co, Fe und Ni enthalten, in
einer Edelmetall-Grundmasse 11 dispergiert sind, sowie nicht-magnetische Schichten 14,
welche ein Edelmetall enthalten.
Wenn die oben beschriebene Mehrschichtstruktur hergestellt wird, läßt sich ein
magnetisches Sättigungsfeld aus folgenden Gründen verringern: in der Mehrschichtstruktur
wird die Form jeglicher in der Edelmetall-Grundmasse dispergierter feiner magnetischer
Metallteilchen flach, wodurch die Form-Anisotropie der Teilchen abnimmt.
Für diesen Fall können für die feinen magnetischen Metallteilchen 12 nicht nur feine
amorphe Teilchen, sondern auch feine kristalline Teilchen verwendet werden. Außerdem
wird wie bei der ersten Ausführungsform zur Erhöhung des magnetischen Widerstands
verhältnisses das Volumen der feinen magnetischen Metallteilchen selbst vorzugsweise
verringert, und die Hauptachse jedes Teilchens beträgt vorzugsweise 50 bis 100 Angström.
Bei dieser Ausführungsform besitzen die feinen magnetischen Metallteilchen 12 vorzugs
weise eine Null-Magnetostriktion, und als Legierung für die feinen magnetischen Metall
teilchen 12 kann kristallines Permalloy oder eine amorphe Legierung verwendet werden,
welche die oben angegebene Zusammensetzung (NixFebCoz)aX100-a aufweist. Vorzugsweise
besitzen die feinen magnetischen Metallteilchen 12 eine uniaxiale magnetische Anisotropie.
Um in diesem Fall die uniaxiale magnetische Anisotropie zu erreichen, können die glei
chen Verfahren wie bei der vierten Ausführungsform (welche unten noch beschrieben
wird) eingesetzt werden. Wie aus Fig. 3 hervorgeht, besitzen die feinen magnetischen
Metallteilchen 12 vorzugsweise eine Dicke, die annähernd gleich derjenigen der magneti
schen Schicht ist, und sind vorzugsweise entlang der Ebenenrichtung der magnetischen
Schicht 13 orientiert.
Bei dieser Ausführungsform ist die Edelmetall-Grundmasse 11 in der gleichen Weise wie
bei der ersten Ausführungsform ausgebildet. Die nicht-magnetische Schicht 14, die ein
Edelmetall enthält und auf die magnetische Schicht 13 gestapelt wird, ist aus einem
Edelmetallelement wie Cu, Ag oder Au ohne Ferromagnetismus oder einer Legierung, die
mindestens eines dieser Elemente enthält, gebildet, ähnlich wie die Edelmetall-Grundmasse
11. Die über die nicht-magnetische Schicht 14 benachbarten magnetischen Schichten 13
sind vorzugsweise magnetostatisch miteinander gekoppelt.
Die Mehrschichtstruktur 15 besitzt typischerweise einen Dünnschichtaufbau und kann, wie
oben beschrieben wurde, unter Verwendung der oben angegebenen Dünnschicht-Herstel
lungsverfahren ausgebildet werden. Die Mehrschichtstruktur 15 kann durch rasches Ab
schrecken in Form eines Bandes ausgebildet sein. Die Mehrschichtstruktur 15 kann derart
gebildet sein, daß magnetische Schichten mit jeweils einer Edelmetall-Grundmasse, in der
feine magnetische Metallteilchen dispergiert sind, und nicht-magnetische Schichten, die ein
Edelmetall enthalten, abwechselnd ausgebildet sind. Außerdem kann die Mehrschicht
struktur 15 derart ausgebildet sein, daß die magnetischen Schichten 13 aus jeweils minde
stens einem Element von Co, Fe und Ni und nicht-magnetische Schichten 14 abwechselnd
aufeinandergeschichtet und dann geglüht werden, um das Edelmetallelement in die magne
tische Schicht einzudiffundieren.
Man beachte, daß die die Mehrschichtstruktur bildenden Schichten nicht dieselbe Zu
sammensetzung und dieselbe Dicke aufweisen müssen. Die Dicke der magnetischen
Schicht wird vorzugsweise auf 5 bis 200 Angström eingestellt, und die Dicke der nicht
magnetischen Schicht wird vorzugsweise auf 10 bis 100 Angström eingestellt. Obschon die
Anzahl von Schichten nicht auf die bei der obigen Ausführungsform vorgesehene Anzahl
beschränkt ist, wird die Anzahl der Schichten vorzugsweise zwischen 5 und 50 eingestellt.
Wenn das Element mit magnetischem Widerstandseffekt in Form der oben erläuterten
Mehrschichtstruktur ausgebildet wird, wird nicht nur der Effekt einer Verringerung des
magnetischen Sättigungsfeldes erreicht, wie es oben erläutert ist, sondern ein magnetisches
Widerstandsverhältnis kann außerdem erhöht werden.
Im folgenden wird die dritte Ausführungsform beschrieben. Das Element mit dem magneti
schen Widerstandseffekt nach der dritten Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 4
dargestellt. Es besitzt eine Mehrschichtstruktur 25, gebildet durch erste magnetische
Schichten 23, in denen in einer Edelmetall-Grundmasse 21 feine kristalline oder amorphe
magnetische Metallteilchen 22, die mindestens ein Element der Gruppe Co, Fe und Ni
enthalten, und zweite magnetische Schichten 24, die mindestens eines der Elemente Fe, Co
und Ni enthalten.
Wenn die Mehrschichtstruktur in der oben beschriebenen Weise gebildet wird, nimmt die
Form jedes der feinen magnetischen Metallteilchen, die in der Edelmetall-Grundmasse
dispergiert sind, eine flache Gestalt an, wodurch sich eine Form-Anisotropie verringert,
wie es bei der zweiten Ausführungsform der Fall ist. Als Ergebnis davon läßt sich das
magnetische Sättigungsfeld verringern.
In diesem Fall besitzt jedes der feinen magnetischen Metallteilchen 22 innerhalb der ersten
Schicht 23 wie bei der obigen Ausführungsform vorzugsweise eine Hauptachse von 50 bis
200 Angström. Bei dieser Ausführungsform haben die feinen magnetischen Metallteilchen
vorzugsweise Null-Magnetostriktion, und man kann kristallines Permalloy oder eine Legie
rung mit der Zusammensetzung (NixFebCoz)aX100-a, wie sie oben beschrieben wurde, als
die Legierung für die feinen magnetischen Metallteilchen 22 verwenden.
Bei dieser Ausführungsform wird die Edelmetall-Grundmasse 21 in der ersten magneti
schen Schicht 23 in der gleichen Weise wie bei der zweiten Ausführungsform gebildet. Die
zweite magnetische Schicht 24, die auf der ersten magnetischen Schicht 23 angebracht
wird, in welcher die feinen magnetischen Metallteilchen 22 dispergiert sind, enthält
mindestens ein Element der Gruppe Fe, Cu und Ni und zeigt Ferromagnetismus.
Man beachte, daß die ersten magnetischen Schichten und die zweiten magnetischen Schich
ten, welche den Mehrschichtaufbau 25 bilden, nicht dieselbe Zusammensetzung und
dieselbe Dicke besitzen müssen. Die Dicke der ersten magnetischen Schichten 23 wird
vorzugsweise auf 5 bis 200 Angström und die Dicke der zweiten magnetischen Schicht 24
wird vorzugsweise auf 20 bis 300 Angström eingestellt. Wenngleich die Anzahl der
Schichten nicht auf einen speziellen Wert festgelegt ist, wird die Schichtzahl vorzugsweise
auf einen Wert zwischen 5 und 50 eingestellt.
Das Element mit dem magnetischen Widerstandseffekt nach dieser Ausführungsform kann
in der gleichen Weise gefertigt werden wie das Element nach der zweiten Ausführungs
form.
Im folgenden wird die vierte Ausführungsform beschrieben.
Fig. 5 zeigt ein Element mit magnetischem Widerstandseffekt gemäß der vierten Ausfüh
rungsform der Erfindung. Das Element besitzt eine magnetische Schicht 33, in welcher
feine magnetische Teilchen 32 mit einer uniaxialen magnetischen Anisotropie und einer
Hauptachse von 200 Angström oder darunter in einer nicht-magnetischen Metall-Grund
masse 31 dispergiert sind.
Da bei dieser Ausführungsform die feinen magnetischen Teilchen 32 in der nicht-magneti
schen Metall-Grundmasse 31 eine uniaxiale magnetische Anisotropie besitzen, läßt sich ein
Element mit magnetischem Widerstandseffekt realisieren, welches ein kleines magnetisches
Sättigungsfeld besitzt. D.h.: wenn die feinen magnetischen Teilchen 32 die uniaxiale
magnetische Anisotropie besitzen, wird kein starkes magnetisches Sättigungsfeld, ver
ursacht durch eine beliebige magnetische Anisotropie, hervorgerufen, und man kann ein
kleines magnetisches Sättigungsfeld erhalten. In diesem Fall werden die feinen magneti
schen Teilchen 32 mit jeweils einer Hauptachse von 200 Angström oder darunter ver
wendet.
Bei dieser Ausführungsform wird als Material für die nicht-magnetische Metall-Grundmas
se 31 vorzugsweise ein nicht-ferromagnetisches Material verwendet, welches einen
magnetischen Widerstandseffekt aufweist. Das nicht-ferromagnetische Material, welches
aus einem nicht-magnetischen Element wie Mo, Nb oder Al oder einer Legierung, die
mindestens eines dieser Elemente enthält, gebildet ist, kann als das Material für die nicht
magnetische Metall-Grundmasse 31 verwendet werden. Ein Edelmetallelement wie Cu, Au
oder Ag oder eine Legierung, die mindestens eines dieser Elemente enthält, wird be
vorzugt. Die Grundmasse ist eine monokristalline oder eine polykristalline Schicht.
Als das Material für die feinen magnetischen Teilchen 32 wird ein ferromagnetisches
Element wie Fe, Co oder Ni oder eine ferromagnetische Legierung, die mindestens eines
dieser Elemente enthält, verwendet. Diese Feinteilchen behalten die Gitteranpassung mit
der Grundmasse 31 teilweise oder vollständig bei. Wenngleich die Hauptachse jedes der
magnetischen Feinteilchen 32 200 Angström oder darunter beträgt, so besitzt doch jedes
der Feinteilchen vorzugsweise eine Hauptachse von 50 Angström oder darüber, weil die
Hauptachse zu klein ist, um einen gewünschten Effekt zu erhalten. Als Gesamtform für die
magnetische Schicht kann eine auf einem Substrat ausgebildete Dünnschichtstruktur, ein
durch rasches Abschrecken erhaltenes Band oder eine lineare Form vorzugsweise ausge
wählt werden.
Bei dieser Ausführungsform haben die magnetischen Feinteilchen 32, die das Element mit
dem magnetischen Widerstandseffekt bilden, in einer vorbestimmten Richtung parallel zu
der Erstreckungsrichtung der Ebene des Elementes eine uniaxiale magnetische Anisotropie.
Als ein Verfahren zum Definieren der uniaxialen magnetischen Anisotropie in der vor
bestimmten Richtung kommt eines der folgenden Verfahren in Betracht.
Wenn auf einem monokristallinen Substrat mit einer Zweifach-Symmetrieoberfläche, z. B.
auf einem MgO(110)-Substrat eine Schicht durch epitaktisches Wachstum gebildet wird,
läßt sich eine Achse leichter Magnetisierung in einer vorbestimmten Richtung parallel zu
der Substratoberfläche definieren durch den durch Verzerrung hervorgerufenen umgekehr
ten Magnetostriktionseffekt, welches ein charakteristisches Merkmal einer hetero-epitakti
schen Schicht oder ein magnetokristalliner Anisotropie-Effekt ist, welcher der monokristal
linen Schicht inhärent ist. Deshalb läßt sich die uniaxiale magnetische Anisotropie ein
führen.
Nachdem die Schicht oder der Draht gebildet ist, läßt sich die uniaxiale magnetische
Anisotropie einführen, wenn der sich ergebende Aufbau in einem Magnetfeld von 10 Oe
bis 10 kOe geglüht wird.
Wenn außerdem in einem Magnetfeld, welches parallel zu der Erstreckungsrichtung der
Ebene angelegt wird, eine Dünnschicht ausgebildet wird, läßt sich auch eine uniaxiale
magnetische Anisotropie einbringen.
In der Dünnschicht nach dieser Ausführungsform läßt sich der maximale elektrische
Widerstand dann erreichen, wenn ein Magnetfeld in der Nähe von Null liegt, während der
minimale elektrische Widerstand erhalten werden kann, wenn ein Magnetfeld derart
angelegt wird, daß die Richtungen der Magnetisierung der Feinteilchen vollständig mitein
ander ausgerichtet sind. Wenn ein magnetisches Widerstandsverhältnis derart gemessen
wird, daß eine Achse der leichten Magnetisierung so eingestellt ist, daß sie parallel zur
Richtung des angelegten Magnetfeldes verläuft, wird gleichzeitig eine Änderung des
magnetischen Widerstandes empfindlich bezüglich eines Magnetfeldes, wodurch die
Empfindlichkeit verbessert wird.
Die oben erläuterte magnetische Schicht besitzt typischerweise einen Dünnschichtaufbau
und kann unter Verwendung der gleichen Dünnschicht-Herstellungsverfahren ausgebildet
werden wie bei der ersten und der zweiten Ausführungsform. Darüber hinaus kann die
magnetische Schicht durch ein Band gebildet werden, welches durch rasches Abschrecken
erhalten wird.
Gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besitzt ein Element mit
magnetischem Widerstandseffekt einen Mehrschichtaufbau 45, gebildet durch eine erste
magnetische Schicht 43, in welcher innerhalb einer nicht-magnetischen Metall-Grundmasse
41 feine magnetische Teilchen 42 dispergiert sind, und eine zweite magnetische Schicht
44, die einen weicheren Magnetismus besitzt als die erste magnetische Schicht.
Diese Ausführungsform basiert auf den folgenden Erkenntnissen der Erfinder: wenn eine
magnetische Schicht mit einem weicheren Magnetismus stapelförmig auf einer magneti
schen Schicht angeordnet wird, in welcher magnetische Feinteilchen dispergiert sind, d. h.
einer sogenannten granularen Schicht, läßt sich ein magnetisches Sättigungsfeld verringern,
während ein ausreichendes magnetisches Widerstandsverhältnis beibehalten wird.
In diesem Fall bestehen die in der ersten magnetischen Schicht 43 enthaltenen magneti
schen Feinteilchen 42 aus einem ferromagnetischen Element wie Fe, Co oder Ni oder aus
einer ferromagnetischen Legierung, die mindestens eines dieser Elemente enthält. Als das
Material für die nicht-magnetische Metall-Grundmasse kann ein nicht-magnetisches
Material verwendet werden, welches einen magnetischen Widerstandseffekt aufweist.
Beispielsweise wird ein nicht-magnetisches Element wie Cu, Ag, Au, Cr, Al oder Ru oder
eine mindestens eines dieser Elemente enthaltende Legierung verwendet. Die Dicke der
ersten magnetischen Schicht 43 wird vorzugsweise auf 10 bis 100 A oder darüber einge
stellt.
"Weichmagnetismus" bedeutet, daß die Richtung eines magnetischen Moments leicht
umkehrbar ist. Der Magnetismus läßt sich beispielsweise darstellen durch den Betrag der
Koerzitivkraft (Hc) eines ferromagnetischen Materials. D.h.: wenn ein ferromagnetisches
Material eine geringe Koerzitivkraft (Hc) besitzt, weist das ferromagnetische Material
Weichmagnetismus auf. In diesem Fall bedeutet Magnetismus, der weicher ist als der der
ersten magnetischen Schicht 43, daß ein magnetisches Sättigungsfeld (Hs) kleiner ist als
dasjenige der ersten magnetischen Schicht 43. Da die zweite magnetische Schicht 44 den
oben erläuterten Weichmagnetismus aufweist, wird die zweite magnetische Schicht 44
vorzugsweise durch ein Material gebildet, bei dem Weichmagnetismus durch ein Über
gangsmetall wie z. B. Fe, Co oder Ni oder eine ein Übergangsmetall enthaltende Legierung
gebildet wird. Genauer gesagt, die zweite magnetische Schicht 44 ist vorzugsweise aus
einem üblicherweise verwendeten weichmagnetischen Material hergestellt, beispielsweise
aus Permalloy, Supermalloy oder Sendust. Die Dicke der zweiten magnetischen Schicht 44
mit den weichmagnetischen Eigenschaften ist vorzugsweise auf etwa 5 bis 1000 Å ins
besondere auf 10 bis 200 Å eingestellt.
Beispielsweise kann die zweite magnetische Schicht 42 ausgebildet werden, nachdem die
erste magnetische Schicht 43 auf einem Substrat ausgebildet ist, oder man kann die erste
magnetische Schicht 43 ausbilden, nachdem die zweite magnetische Schicht 44 entstanden
ist. Man kann eine oder mehrere erste magnetische Schichten 43 verwenden. Wie z. B. in
Fig. 7 dargestellt, befindet sich die zweite magnetische Schicht 44 zwischen zwei ersten
magnetischen Schichten 43. Weiterhin kann man eine oder mehrere zweite magnetische
Schichten 44 verwenden. Wie z. B. Fig. 8 zeigt, können die ersten magnetischen Schichten
43 und die zweiten magnetischen Schichten 44 abwechselnd übereinander gestapelt werden.
Das magnetische Moment in der ersten magnetischen Schicht 43, in der feine magnetische
Teilchen 42 dispergiert sind, läßt sich in einfacher Weise umkehren durch die Wechselwir
kung zwischen der ersten magnetischen Schicht 43 und der zweiten magnetischen Schicht
44, welche die oben erläuterten weichmagnetischen Eigenschaften aufweist, mit deren
Hilfe das magnetische Moment leicht umkehrbar ist. Man kann also eine hohe Empfind
lichkeit deshalb erhalten, weil das magnetische Moment der ersten magnetischen Schicht
umgekehrt werden kann durch ein schwaches Magnetfeld, während ein hohes magnetisches
Widerstandsverhältnis von der ersten magnetischen Schicht 43 selbst beibehalten wird.
Jedes der magnetischen Feinteilchen 42, die in der ersten magnetischen Schicht 43 disper
giert sind, hat vorzugsweise eine Hauptachse von 50 bis 200 A. Die magnetischen Feinteil
chen 42 haben vorzugsweise nahezu eine Magnetostriktion von Null. Als eine derartige
Legierung kann man kristallines Permalloy oder eine Legierung verwenden, die die Zu
sammensetzung (NixFebCoz)aX100-a aufweist. Vorzugsweise besitzt jedes der feinen
magnetischen Teilchen 42 eine flache Form, wobei das Seitenverhältnis jedes der feinen
magnetischen Teilchen 42 vorzugsweise auf etwa 5 bis 50 eingestellt ist. Die erste magne
tische Schicht 43 besitzt vorzugsweise eine uniaxiale magnetische Anisotropie.
Der Mehrschichtaufbau besitzt vorzugsweise eine Dünnschichtstruktur und kann unter
Verwendung der oben beschriebenen Dünnschicht-Herstellungsverfahren gefertigt werden.
Fig. 9 zeigt eine sechste Ausführungsform eines Elementes mit magnetischem Wider
standseffekt. Das Element besitzt eine magnetische Schicht 53, in welcher in einer nicht
magnetischen Metall-Grundmasse 51 feine magnetische Teilchen 52 dispergiert sind, die
aus mindestens zwei magnetischen Elementen aus der Gruppe Fe, Co und Ni ausgewählt
sind.
Bei der Untersuchung eines Elementes mit magnetischem Widerstandseffekt fanden die
Erfinder folgendes Phänomen: Wurden feine Co-Partikel in einer granularen Schicht in
einer Cu-Grundmasse teilweise durch Fe ersetzt, verstärkte sich der magnetische Wider
standseffekt in einem schwachen Magnetfeld beträchtlich. Es wurde herausgefunden, daß
dieser Effekt dann erzielt werden kann, wenn feine magnetische Teilchen verwendet
werden, welche aus mindestens zwei magnetischen Elementen aus der Gruppe Fe, Co und
Ni ausgewählt sind. Diese Ausführungsform basiert auf den im folgenden beschriebenen
Erkenntnissen.
Bei dieser Ausführungsform wird als das Material für die nicht-magnetische Metall-Grund
masse 51 ein nicht-magnetisches Material eingesetzt, welches einen magnetischen Wider
standseffekt aufweist. Z.B. wird ein nicht-magnetisches Element wie Cu, Ag, Au, Cr, Al
oder Ru oder eine mindestens eine dieser Elemente enthaltende Legierung verwendet.
Die feinen magnetischen Teilchen 52 bestehen aus mindestens zwei magnetischen Elemen
ten, ausgewählt aus der Gruppe Fe, Co und Ni. Insbesondere sind die magnetischen
Feinteilchen 52 aus einer Fe-Co-Legierung, einer Fe-Ni-Legierung, einer Co-Ni-Legierung
oder einer Fe-Ni-Co-Legierung gebildet.
Bei weiteren von den Erfindern vorgenommenen Untersuchungen wurde folgendes Phäno
men festgestellt: eine granulare Schicht, in welcher feine Co9Fe-Teilchen mit einer Magne
tostriktionskonstanten X in der Nähe von Null in einem Cu-Grundmaterial dispergiert
waren, hatte ein magnetisches Sättigungsfeld, welches kleiner war als das einer granularen
Schicht, in der feine Co-Teilchen mit einer großen Magnetostriktionskonstanten X in einer
Cu-Grundmasse dispergiert waren. D.h.: wenn die magnetischen Feinteilchen 52 aus einem
Material mit einer kleinen Magnetostriktionskonstanten λ bestehen, wird das magnetische
Sättigungsfeld weiter verringert. Um den obigen Effekt zu erzielen, beträgt die Magne
tostriktionskonstante λ vorzugsweise 10-5 oder weniger.
Wenngleich die Dicke der magnetischen Schicht (granulare Schicht) 53, in welcher die
magnetischen Feinteilchen 52 in der nicht-magnetischen Metall-Grundmasse 51 dispergiert
sind, nicht auf einen spezifischen Wert beschränkt ist, so wird die Dicke vorzugsweise in
einem Bereich von 1.000 bis 20.000 Angström eingestellt, falls ein einschichtiger Aufbau
vorliegt.
Die Hauptachse jedes der magnetischen Feinteilchen 52 wird vorzugsweise auf 50 bis 200
Angström eingestellt. Zusätzlich besitzt jedes magnetische Feinteilchen eine flache Form,
und das Seitenverhältnis jedes Feinteilchens wird vorzugsweise auf etwa 5 bis 50 einge
stellt. Die magnetischen Feinteilchen besitzen vorzugsweise eine uniaxiale magnetische
Anisotropie.
Die magnetische Schicht 53 nach dieser Ausführungsform besitzt typischerweise einen
Dünnschichtaufbau und läßt sich nach den oben angegebenen Dünnschicht-Herstellungsver
fahren fertigen.
Im folgenden werden Beispiele der Erfindung beschrieben.
Auf einem Glassubstrat wurde mit Hilfe einer Ionenstrahl-Zerstäubungsapparatur, einem
Ag-Target und einem Co85Zr6Nb9-Target eine Ag75Co21Zr1,5Nb2,5-Schicht mit einer Dicke
von 1.000 Angström ausgebildet. Die in diesem Fall eingesetzte Ionenstrahl-Zerstäubungs
apparatur ist in Fig. 10 dargestellt. Eine Auslaßöffnung 62 einer Kammer 61 steht mit
einer (nicht dargestellten) Vakuumpumpe in Verbindung, und der Druck innerhalb der
Kammer 61 wird mit Hilfe eines Druckmessers 63 gemessen. Innerhalb der Kammer 61
ist eine Substrathalterung 64 angeordnet, und von der Substrathalterung 64 wird ein
Substrat 65 gehalten. Innerhalb der Substrathalterung ist eine Heizvorrichtung 66 angeord
net, und in der Nähe der Substrathalterung strömt Kühlwasser 67, so daß die Temperatu
ren der Substrathalterung 64 und des Substrats 65 gesteuert werden können. Die Tempera
tur der Substrathalterung 64 wird mit Hilfe eines Thermopaares 68 gemessen. Vor dem
Substrat 65 ist ein Verschluß 69 angeordnet. Ein Targethalter 70 ist an einer dem Substrat
65 gegenüberliegenden Stelle drehbar angeordnet. Auf der Oberfläche des Targethalters 70
befinden sich mehrere Targets 71. Der Targethalter 70 wird von Kühlwasser 72 gekühlt.
Eine Ionenkanone 73 ist an einer dem Target 71 gegenüberliegenden Stelle angeordnet,
und der Ionenkanone 73 wird ein Ar-Gas 74 zugeleitet.
In der Kammer der oben beschriebenen Apparatur wurde das Glassubstrat 65 angeordnet,
und die Kammer 61 wurde auf einen Unterdruck 5×10-7 Torr evakuiert. Anschließend
wurde in die Kammer Ar-Gas bei einem Druck von 1×10-4 Torr eingeleitet, und es wurde
ein Zerstäubungsvorgang derart durchgeführt, daß die Beschleunigungsspannung der zu
zerstäubenden Ar-Ionen auf 600 V bei einem Strahlstrom von 30 mA eingestellt wurde, um
dadurch eine Schicht zu bilden. Diese Schicht wurde 15 Minuten lang bei 350°C wärmebe
handelt.
Bei Betrachtung dieser Schicht mit einem Transmissions-Elektronenmikroskop und Rönt
genstrahlen wurde bestätigt, daß die aus einer amorphen Cu-Zr-Nb-Legierung gebildeten
Feinteilchen in einer Ag-Grundmasse dispergiert waren. Bei Messung des Magnetoresi
stenzeffektes mit Hilfe eines Vierpolverfahrens ergab sich ein großes Magnetoresistenz
verhältnis, d. h. 15%, während das magnetische Sättigungsfeld sehr klein war, nämlich 50
Oe, und die Hysterese ebenfalls klein war. Diese Ergebnisse könnten aufgrund folgender
Umstände erhalten worden sein: weil die Magnetostriktion der amorphen Co-Zr-Nb-
Legierung sehr gering war und die magnetokristalline Anisotropie im wesentlichen Null
betrug, konnte Weichmagnetismus erhalten werden.
Auf einem Glassubstrat wurde mit Hilfe eines IonenstrahI-Zerstäubungsverfahren unter den
gleichen Bedingungen wie beim Beispiel 1 eine (100 Angström-Ag75Co25/30 Angström-
Cu)10-Mehrschichtstruktur gebildet. Die erhaltene Struktur wurde 15 Minuten lang unter
Vakuum bei 350°C wärmebehandelt. Bei Betrachtung der erhaltenen Mehrschichtstruktur
mit Hilfe eines Transmissions-Elektronenmikroskops und mit Hilfe von Röntgenstrahlen
wurde beobachtet, daß die Ag75Co25-Schicht eine Struktur besaß, in der in einer Ag-
Grundmasse flache Co-Teilchen dispergiert waren. Beim Messen des Magnetoresistenz
effekts mit Hilfe des Vierpolverfahrens ergab sich ein großes Magnetoresistenzverhältnis
von 15%, ein magnetisches Sättigungsfeld von 150 Oe, welches kleiner war als bei dem
Einzelschichtaufbau. Diese Ergebnisse könnten aus folgenden Gründen erzielt worden sein:
Weil jedes niedergeschlagene Co-Teilchen eine flache Form besaß, verringerte sich die
Entmagnetisierungsfeldenergie, so daß weicherer Magnetismus erhalten werden konnte.
Auf einem Glassubstrat wurde unter den gleichen Bedingungen wie beim Beispiel 1 mit
Hilfe eines Ionenstrahl-Zerstäubungsverfahrens eine (100 Angström-Ag75Co25/50 Angström-
Ag)10-Mehrschichtstruktur gebildet. Die erhaltene Struktur wurde 15 Minuten lang unter
Vakuum bei 300°C wärmebehandelt. Beim Messen des Magnetoresistenzeffekts der so
erhaltenen Mehrschichtstruktur mit Hilfe des Vierpolverfahrens ergab sich ein großes
Magnetoresistenzverhältnis von 18%, während das magnetische Sättigungsfeld beträchtlich
abnahm, nämlich auf einen Wert von 130 Oe.
Auf einem Glassubstrat wurde unter den gleichen Bedingungen wie beim Beispiel 1 mit
Hilfe des Ionenstrahl-Zerstäubungsverfahrens eine (100 Angström-Ag75Co25/50 Angström-
Fe)10-Mehrschichtstruktur gebildet. Diese Struktur wurde 15 Minuten lang unter Vakuum
unter 300°C wärmebehandelt. Bei der Messung des Magnetoresistenzeffektes der so
erhaltenen Mehrschichtstruktur mit Hilfe eines Vierpolverfahrens ergab sich ein großes
Magnetoresistenzverhältnis, nämlich 15%, während das magnetische Sättigungsfeld
beträchtlich abgenommen hatte, nämlich auf 240 Oe.
Mit Hilfe einer Ionenstrahl-Zerstäubungsvorrichtung wurde auf einem Glassubstrat eine
Mehrschichtstruktur aus Legierungsschichten gemäß Beispiel 1 und Ag-Schichten gebildet,
nämlich eine (100 Angström-Ag75Co21Zr1,5Nb2,5/50 Angström-Ag)10-Mehrschichtstruktur.
Diese Struktur wurde 15 Minuten lang unter Vakuum beim 350°C wärmebehandelt. Bei
Betrachtung der Mehrschichtstruktur mit Hilfe eines Transmissions-Elektronenmikroskops
und Röntgenstrahlen, wurde bestätigt, daß die Legierungs-Schicht eine Ag-Grundmasse
aufwies, in der flache Teilchen einer amorphen Co-Zr-Nb-Legierung dispergiert waren.
Bei Messung des Magnetoresistenzeffekts mit Hilfe des Vierpolverfahrens betrug zwar das
Magnetoresistenzverhältnis 14%, war also etwa genau so groß wie das im Beispiel 1
erhaltene Ergebnis, jedoch war die magnetische Sättigung mit 300 Oe ziemlich gering.
Diese Ergebnisse könnten folgende Ursachen haben: Die Magnetostriktion der amorphen
Co-Zr-Nb-Legierung war sehr gering, die magnetokristalline Anisotropie war im wesentli
chen Null, und weil jedes Teilchen flache Gestalt hatte, nahm die Energie des Entmagneti
sierungsfeldes ab, und man konnte weicheren Magnetismus erzielen.
Auf einem Glassubstrat wurde mit Hilfe einer Ionenstrahl-Zerstäubungsapparatur unter den
gleichen Bedingungen wie beim Beispiel 1 eine (25 Angström-Co9Fe/40 Angström-Ag)10-
Mehrschichtstruktur ausgebildet. Diese Struktur wurde 15 Minuten lang unter Vakuum bei
320°C wärmebehandelt. Bei Betrachtung der so erhaltenen Mehrschichtstruktur mit Hilfe
eines Transmissions-Elektronenmikroskops und Röntgenstrahlen wurde bestätigt, daß die
Mehrfachstruktur sich zusammensetzte aus Schichten, in denen in einer Ag-Grundmasse
flache Co9Fe-Legierungsteilchen dispergiert waren, und Ag-Schichten. Die Schicht mit der
Ag-Grundmasse, in der die Co9Fe-Legierungsteilchen dispergiert waren, könnte derart
gebildet worden sein, daß durch die Wärmebehandlung Ag-Atome in die Co9Fe-Schicht
eindiffundiert wurden. Die Größe jedes Co9Fe-Legierungsteilchens betrug etwa 150 A. Bei
der Messung des Magnetoresistenzeffekts des Vierpolverfahren wurde bestätigt, daß das
Magnetoresistenzverhältnis beträchtlich, nämlich 18% war, während die magnetische
Sättigung mit 50 Oe klein war.
Mit Hilfe einer Ionenstrahl-Zerstäubungsapparatur wurde unter den gleichen Bedingungen
wie beim Beispiel 1 auf einem Glassubstrat eine (25 Angström-Ni80Fe20140 Angström-
Ag)10-Mehrschichstruktur ausgebildet. Diese wurde 15 Minuten lang unter Vakuum bei
320°C wärmebehandelt. Die dadurch erhaltene Mehrschichtstruktur wurde mit Hilfe eines
Transmissions-Elektronenmikroskops und Röntgenstrahlen betrachtet, und es wurde
bestätigt, daß die Mehrschichtstruktur sich zusammensetzte aus Schichten, in denen in
einer Ag-Matrix flache Ni80Fe20-Legierungsteilchen dispergiert waren, und Ag-Schichten.
Die Schicht, in der die Ni80Fe20-Legierungsteilchen innerhalb der Ag-Grundmasse disper
giert waren, könnte dadurch gebildet worden sein, daß Ag-Atome durch die Wärmebe
handlung in die Ni80Fe20-Schicht eindiffundiert wurden. Die Größe jedes Ni80Fe20-Legie
rungsteilchens betrug 200 Å. Als der Magnetoresistenzeffekt mit Hilfe des Vierpolver
fahrens gemessen wurde, bestätigte sich, daß das Magnetoresistenzverhältnis mit 5% groß
und die magnetische Sättigung mit 10 Oe klein war.
Auf einem Glassubstrat und einem MgO(110)-Substrat wurden mit Hilfe der in Fig. 10
dargestellten Ionenstrahl-Zerstäubungsapparatur unter den in Tabelle 1 angegebenen Bedin
gungen Cu-Co-Legierungs-Schichten ausgebildet.
Die Kammer wurde auf ein Vakuum von 5×10-7 Torr evakuiert, und in die Kammer wurde
Ar-Gas mit einem Partialdruck von 1×10-4 Torr eingeleitet. Co und Cu wurden als Targets
vorbereitet und zur Bildung einer Legierungsschicht gemeinsam zerstäubt. Die den Co und
dem Cu zugeführte Leistung wurde geändert, um das Zusammensetzungsverhältnis dahin
gehend zu ändern, daß der Co-Anteil in einen Bereich von 10 bis 20 Atomprozent fiel. Die
Substrattemperaturen wurden auf Zimmertemperatur und 300°C eingestellt. Bei Ver
wendung eines aufgeheizten Substrats wurden Permanentmagneten an beiden Seiten des
Substrats angeordnet, und die Schichtbildung erfolgte zwischen den Magneten. Einige bei
Zimmertemperatur gebildete Schichten wurden in einer Wasserstoffatmosphäre bei 300°C
wärmebehandelt, während an diese Schichten ein Magnetfeld angelegt wurde. Jede der
erhaltenen Schichten wurde so geätzt, daß sie eine Rechteckform mit den Abmessungen 1
mm × 1 cm aufwies. Der Magnetoresistenzeffekt der Schicht wurde mit Hilfe eines Gleich
strom-Vierpolverfahrens gemessen. Die Werte eines angelegten Magnetfeldes H10% bei
einem Magnetoresistenzverhältnis von 10% sind in Tabelle 1 angegeben.
In einer Schicht ohne magnetische Anisotropie, die auf einem Glassubstrat ohne Bildung
eines Magnetfeldes erzeugt wurde, oder in einer Schicht ohne magnetische Anisotropie,
welche auf einem Glassubstrat erzeugt und ohne die Bildung eines Magnetfeldes wärmebe
handelt wurde, war der Wert von H10% mit 6 kOe und darüber groß. Bei der Schichtausbil
dung auf einem monokristallinen Substrat, der Schichtausbildung in einem Magnetfeld oder
der Wärmebehandlung in einem Magnetfeld verringert sich der Wert von H10%, der in der
Richtung der Achse einfacher Magnetisierung gemessen wurde. Hieraus war verständlich,
daß der Effekt der uniaxialen magnetischen Anisotropie erzielt wurde. Insbesondere dann,
als eine Schicht auf einem monokristallinen Substrat ausgebildet wurde, ließ sich der
Effekt verstärken.
Unter Verwendung der in Fig. 10 dargestellten Ionenstrahlen-Zerstäubungsapparatur wurde
eine Probe eines Magnetoresistenzeffekt-Elementes mit einem Mehrschichtaufbau, beste
hend aus einer granularen Schicht und einer weichmagnetischen Schicht ebenso hergestellt
wie ein Vergleichsbeispiel. Nachdem die Kammer auf ein Vakuum von 4×10-7 Torr
evakuiert worden war, wurde Ar-Gas (Reinheit 99,99%) zur Bildung von Ar-Ionen bei
einem Partialdruck von 1,3×10-4 Torr zugeführt, und die Ag-Ionen wurden als Ionenstrahl
mit einer Beschleunigungsspannung von 700 V und einem Strahlstrom von 30 mA auf
Targets gestrahlt. Es wurden drei Metalle als Targets vorbereitet: Co diente als magneti
sches Metall zur Bildung von magnetischen Feinteilchen; Co diente als nicht-magnetisches
Metall zur Bildung einer nicht-magnetischen Grundmasse, und Fe diente als magnetisches
Metall zur Bildung einer weichmagnetischen Schicht. Diese Targets wurden unter Ver
wendung von zwei Ionenkanonen gemeinsam zerstäubt. Zuerst wurde eine Co-(20 Atom
prozent)-Cu-Schicht mit einer Dicke von 2.000 Angström gebildet, und es wurde eine Fe-
Schicht mit einer Dicke von 50 Angström gebildet, um eine Probe (Probe 1) herzustellen.
Es wurde eine Co-(20 Atomprozent)-Cu-Schicht mit einer Dicke von 200 Angström
gebildet, ohne daß eine Fe-Schicht ausgebildet wurde, um ein Vergleichsbeispiel (Probe 2)
zu erhalten. In diesem Fall wurde als Substrat ein SiO2-Substrat verwendet, dessen Tempe
ratur auf Zimmertemperatur eingestellt wurde. Nach der Ausbildung dieser Schichten
erfolgte eine Wärmebehandlung unter Vakuum von 5×10-7 Torr während 30 Minuten bei
240°C.
Bei jeder Probe des Magnetoresistenzeffekt-Elementes, das in der oben beschriebenen
Weise hergestellt wurde, wurde der Magnetoresistenz-Effekt auf ein externes Magnetfeld
mit Hilfe des konventionellen Vierpolverfahrens gemessen.
Fig. 11 und 12 zeigen Einflüsse der Magnetoresistenzverhältnisse (Δ R/Rs) der Proben 1
und 2 bezüglich eines externen Magnetfeldes (H). Wie sich aus den Fig. 11 und 12
ergibt, besitzt das keine weichmagnetische Schicht aufweisende Vergleichsbeispiel ein
Magnetoresistenzverhältnis (Δ R/Rs) von 7% und ein magnetisches Sättigungsfeld (Hs) von
10 kOe oder mehr, aber die Probe 1 besitzt ein Magnetoresistenzverhältnis (Δ R/Rs) von
7% und ein magnetisches Sättigungsfeld (Hs) von etwa 7 kOe oder darüber. Deshalb hat
sich ergeben, daß die magnetische Sättigung der Probe 1 spürbar abnimmt, während sich
das Magnetoresitenzverhältnis kaum ändert. Auf diese Weise wurde bestätigt, daß ein
bevorzugter Magnetoresistenzeffekt dadurch erzielt werden kann, daß man eine weichma
gnetische Schicht anordnet. Beim Messen der anderen Probe in der oben beschriebenen
Weise kann der gleiche Effekt erhalten werden, wie er oben beschrieben ist.
Es wurden Proben ausgebildet, bei denen die Dicken einer weichmagnetischen Schicht und
einer granularen Schicht geändert wurden, und es wurde der Magnetoresistenzeffekt dieser
Proben gemessen. Hierbei wurde der gleiche Effekt ermittelt, wie er oben beschrieben
wurde.
Bei einem Verfahren ähnlich demjenigen nach Beispiel 9 wurde eine Probe dadurch
erhalten, daß als das Material für eine weichmagnetische Schicht eine Ni-Fe-Legierung mit
80 Gew.-% Ni und 20 Gew.-% Fe (Permalloy) verwendet wurde, während als das Materi
al für eine granulare Schicht eine Co(25 Atomprozent)-Ag-Legierung verwendet wurde.
Unter Verwendung der in Fig. 10 dargestellten Ionenstrahl-Zerstäubungsapparatur wurden
Co- und Ag-Targets gemeinsam zerstäubt, wozu zwei Zerstäubungskanonen verwendet
wurden, und auf einem Substrat wurde mit einer Dicke von 3.000 Angström eine Co(25
Atomprozent)-Ag-Schicht ausgebildet. Diese Struktur wurde 30 Minuten lang unter einem
Vakuum von 5×10-7 Torr bei 420°C wärmebehandelt, und auf der so erhaltenen Struktur
wurde mit einer Dicke von 50 Angström eine Permalloy-Schicht aus 80 Gew.-% Ni und
20 Gew.-% Fe gebildet, um die Probe 3 zu erhalten.
Probe 4 wurde ohne Permalloy-Schicht gebildet.
Das Magnetoresistenzverhältnis der Probe 4 ist in Fig. 13 dargestellt, und das Magnetore
sistenzverhältnis der Probe 3 ist in Fig. 14 dargestellt. Wie sich aus den Fig. 13 und 14
ergibt, besitzt die Probe 3, obschon die Vergleichsprobe, welche keine weichmagnetische
Schicht enthält, ein Magnetoresistenzverhältnis von 23% und eine magnetische Sättigung
von etwa 13 kOe aufweist, gemäß Fig. 14 ein Magnetoresistenzverhältnis von 23,5% und
eine Sättigung von etwa 8 kOe. Deshalb ergibt sich, daß die magnetische Sättigung bei der
Probe 3 spürbar abnimmt, während sich das Magnetoresistenzverhältnis kaum ändert.
Hierdurch wurde bestätigt, daß ein bevorzugter magnetischer Widerstandseffekt dadurch
erhalten werden kann, daß man eine weichmagnetische Schicht vorsieht. Als Proben mit
sich ändernden Dicken der weichmagnetischen Schicht und der granularen Schicht ausge
bildet wurden und der magnetische Widerstandseffekt der Proben gemessen wurde, erhielt
man den gleichen Effekt, wie er oben beschrieben ist.
Bei diesem Beispiel wurde Fe1Co9 als das Material für die magnetischen Feinteilchen
verwendet, und Cu diente als Material für eine nicht-magnetische Metall-Grundmasse.
Durch gemeinsames Zerstäuben von Fe1Co9 und Cu unter Verwendung der in Fig. 10
dargestellten Ionenstrahl-Zerstäubungsapparatur wurde eine granulare Schicht ausgebildet.
Die Kammer wurde bis auf einen Unterdruck von 5 × 10-7 Torr evakuiert, und es wurde
in die Kammer Ar-Gas bei einem Druck von 1,3 × 10-4 Torr eingeleitet. Das Zerstäuben
erfolgte bei 700 V und 300 mA. Als Targets wurden eine Fe1Co9-Legierungs-Schicht und
eine Cu-Schicht vorbereitet, und diese Schichten wurden gleichzeitig auf ein Quarzsubstrat
aufgebracht, um einen Fe1Co9-(20 Atomprozent)-Cu-Granulatfilm zu erzeugen. Nachdem
diese Schicht oder dieser Film bis zu einer Dicke von 3.000 Angström ausgebildet war,
erfolgte eine Wärmebehandlung während 10 Minuten bei 430°C unter einem Vakuum von
50 × 10-7 Torr.
Mit dem herkömmlichen Vierpolverfahren wurde der magnetische Widerstandseffekt dieser
Probe gemessen. Fig. 15 zeigt das Meßergebnis des Magnetoresistenzverhältnisses. Zu
Vergleichszwecken ist das Magnetoresistenzverhältnis von einer granularen Co-(20 Atom
prozent)-Cu-Schicht, hergestellt bei den oben angegebenen Bedingungen unter Verwendung
von Co als das Material für die Feinteilchen und Cu als das Material für eine nicht
magnetische Grundmasse, in Fig. 16 dargestellt.
Wenn als das Material für die magnetischen Feinteilchen eine Fe1-Co9-Legierung ver
wendet wird, so bestätigt sich, daß man ein großes Magnetoresistenzverhältnis von 8,0%
und Kennwerte erhält, die sich für ein Magnetoresistenzeffekt-Bauelement eignen.
Bei diesem Beispiel wurde Fe2Co8 als das Material für die magnetischen Feinteilchen
verwendet, und Cu diente als Material für die nicht-magnetische Metall-Grundmasse.
Diese Materialien wurden gemeinsam in der in Fig. 10 dargestellten Ionenstrahl-Zer
stäubungsapparatur zerstäubt, und zwar unter den gleichen Schichtbildungsbedingungen wie
beim Beispiel 9, um einen granularen Film aus Fe2Co8-Cu(20 Atomprozent) zu erhalten.
Das Magnetoresistenzverhältnis dieser Probe ist in Fig. 17 dargestellt. Wird Fe2Co8-Legie
rung als Material für die magnetischen Feinteilchen verwendet, so könnte man ein großes
Magnetoresistenzverhältnis von 7,8% erhalten, außerdem Kennwerte, die sich für ein
Magnetoresistenz-Element eignen.
Bei diesem Beispiel wurde Fe1Co9 als Material für die magnetischen Feinteile verwendet,
und Ag diente als Material für eine nicht-magnetische Metall-Grundmasse. Diese Stoffe
wurden gleichzeitig in der in Fig. 10 dargestellten Ionenstrahl-Zerstäubungsapparatur unter
den gleichen Schichterzeugungsbedingungen wie beim Beispiel 11 zerstäubt, um eine
granulare Fe1Co9-(20 Atomprozent)-Ag-Schicht zu erzeugen.
Wenngleich die Schichtbildungsbedingungen die gleichen wie beim Beispiel 11 waren, so
wurde doch die Wärmebehandlungstemperatur auf 350°C eingestellt, also auf einen Wert,
der sich von der Wärmebehandlungstemperatur nach Beispiel 11 unterscheidet. Man
beachte, daß ein Substrat mit einer Si-Unterlage und einer auf der Si-Unterlage mit einer
Dicke von etwa 1.000 Angström gebildeten Oxidschicht verwendet wurde.
Das Magnetoresistenzverhältnis dieser Probe ist in Fig. 18 dargestellt. Man beachte, daß
ein Co-(20 Atomprozent)-Ag-Granulatfilm als Vergleichsbeispiel unter den gleichen
Bedingungen hergestellt wurde, wie sie oben beschrieben sind. Das Ergebnis der Messung
des Magnetoresistenzverhältnisses der Vergleichsprobe ist in Fig. 19 dargestellt.
Als Ergebnis erhält man: Wenn eine Fe1Co9-Legierung als Material für die magnetischen
Feinteilchen verwendet wird, kann man ein Magnetoresistenzverhältnis von 27% erhalten,
was größer ist als bei dem Vergleichsbeispiel, während die magnetische Sättigung der
Probe kleiner als bei dem Vergleichsbeispiel ist. D.h.: Wird die Fe1Co9-Legierung als das
Material für die magnetischen Feinteilchen verwendet, so bestätigt sich, daß Kennwerte
erhalten werden, die für ein Magnetoresistenzeffekt-Element geeignet sind.
Bei diesem Beispiel wurde Fe25Co75 als Material für die magnetischen Teilchen verwendet,
und als Material für eine nicht-magnetische Metall-Grundmasse wurde Ag verwendet. Mit
Hilfe der in Fig. 10 dargestellten Ionenstrahl-Zerstäubungsapparatur wurde ein granularer
Film aus Fe25Co7-(20 Atomprozent)-Ag unter den gleichen Bedingungen wie beim Beispiel
13 erzeugt, wobei diese Bedingungen die Wärmebehandlungs-Bedingungen umfassen. Als
Substrat wurde ein monokristallines Si(100)-Substrat verwendet.
Das Magnetoresistenzverhältnis dieser Probe ist in Fig. 20 gezeigt. Wird als das Material
für die magnetischen Feinteilchen eine Fe25Co75-Legierung verwendet, so läßt sich folgen
des feststellen: Ein relativ geringes magnetisches Sättigungsfeld kann man bei einem
großen Magnetoresistenzverhältnis von 24,5% erhalten, und man erreicht Kennwerte, die
sich für ein Magnetoresistenzeffekt-Element eignen.
Claims (55)
1. Magnetoresistenzeffekt-Element, gekennzeichnet durch eine
magnetische Schicht (3), in der amorphe feine magnetische Metallteilchen (2), die minde
stens ein Element der Gruppe Fe, Co und Ni enthalten, in einer Edelmetall-Grundmasse
(1) dispergiert sind.
2. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
feinen magnetischen Metallteilchen (2) eine Magnetostriktion von etwa Null aufweisen.
3. Element nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
feinen magnetischen Metallteilchen (2) eine Zusammensetzung aufweisen, die dargestellt
wird durch (NixFeyCoz)aX100-a, wobei x = 0 - 0,10, y = 0,04 - 0,10, z = 0,90 - 0,94, x
+ y + z = 1, a = 65 - 90, und X mindestens eines der Elemente aus der Gruppe Nb,
Zr, Hf, Si, B, C und P ist.
4. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes
der feinen magnetischen Metallteilchen (2) eine flache Gestalt besitzt.
5. Element nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes
der feinen magnetischen Metallteilchen (2) ein Seitenverhältnis aufweist, welches in einen
Bereich von 5 bis 50 fällt.
6. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes
der feinen magnetischen Metallteilchen (2) eine Hauptachse besitzt, die in einen Bereich
von 50 bis 200 Angström fällt.
7. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Edelmetall-Grundmasse (1) mindestens ein Element aus der Gruppe Cu, Ag und Au
enthält.
8. Magnetoresistenzeffekt-Element, gekennzeichnet durch eine
Mehrschichtstruktur (15), gebildet durch magnetische Schichten (13), in denen feine
magnetische Metallteilchen (12), die mindestens ein Element aus der Gruppe Fe, Co und
Ni enthalten, in einer Edelmetall-Grundmasse (11) dispergiert sind, sowie mindestens eine
nicht-magnetische Schicht (14), die ein Edelmetall enthält.
9. Element nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
feinen magnetischen Metallteilchen (12) kristallin oder amorph sind.
10. Element nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
feinen magnetischen Metallteilchen (12) eine Magnetostriktion von im wesentlichen Null
aufweisen.
11. Element nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die
feinen magnetischen Metallteilchen (12) kristallin sind und eine Permalloy-Zusammen
setzung aufweisen.
12. Element nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die
feinen magnetischen Metallteilchen (12) eine Zusammensetzung aufweisen, die dargestellt
wird durch (NixFeyCoz)aX100-a, wobei x = 0 - 0,10, y = 0,04 - 0,10, z = 0,90 - 0,94, x
+ y + z = 1, a = 65 - 90, und X mindestens eines der Elemente aus der Gruppe Nb,
Zr, Hf, Si, B, C und P ist.
13. Element nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jedes
der feinen magnetischen Metallteilchen (12) eine Hauptachse aufweist, die in den einen
Bereich von 50 bis 200 Angström fällt.
14. Element nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
Edelmetallgrundmasse (11) mindestens ein Element aus der Gruppe Cu, Ag und Cu
aufweist.
15. Element nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
feinen magnetischen Metallteilchen (12) mit einer uniaxialen Anisotropie induziert werden.
16. Element nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
nicht-magnetische Schicht (14) mindestens ein Element aus der Gruppe Cu, Ag und Au
enthält.
17. Element nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
magnetische Schicht (13) eine Dicke von 5 bis 200 Angström besitzt.
18. Element nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
nicht-magnetische Schicht (14) eine Dicke von 10 bis 100 Angström aufweist.
19. Magnetoresistenzeffekt-Element gekennzeichnet, durch eine
Mehrfachstruktur (25), bestehend aus ersten magnetischen Schichten (23), in denen feine
magnetische Metallteilchen (22), die mindestens ein Element aus der Gruppe Fe, Co und
Ni aufweisen, in einer Edelmetall-Grundmasse (21) dispergiert sind, und zweite magneti
sche Schichten (24), welche mindestens ein Element aus der Gruppe Fe, Co und Ni
enthalten.
20. Element nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die
feinen magnetischen Metallteilchen (22) kristallin oder amorph sind.
21. Element nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die
feinen magnetischen Metallteilchen (22) eine Magnetostriktion von im wesentlichen Null
aufweisen.
22. Element nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die
feinen magnetischen Metallteilchen (22) kristallin sind und eine Permalloy-Zusammen
setzung besitzen.
23. Element nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die
feinen magnetischen Metallteilchen (22) eine Zusammensetzung aufweisen, die dargestellt
wird durch (NixFeyCoz)aX100-, wobei x = 0 - 0,10, y = 0,04 - 0,10, z = 0,90 - 0,94, x
+ y + z = 1, a = 65 - 90, und X mindestens eines der Elemente aus der Gruppe Nb,
Zr, Hf, Si, B, C und P ist.
24. Element nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß in
jedes der feinen magnetischen Metallteilchen (22) eine Hauptachse besitzt, die in einen
Bereich von 50 bis 200 Angström fällt.
25. Element nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die
Edelmetall-Grundmasse (21) mindestens ein Element aus der Gruppe Cu, Ag und Au
aufweist.
26. Element nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die
feinen magnetischen Metallteilchen (22) mit einer uniaxialen Anisotropie induziert sind.
27. Element nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die
zweite magnetische Schicht (24) mindestens ein Element aus der Gruppe Fe, Co und Ni
besitzt.
28. Element nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die
erste magnetische Schicht (23) eine Dicke von 5 bis 200 Angström besitzt.
29. Element nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die
zweite magnetische Schicht (24) eine Dicke von 20 bis 300 Angström aufweist.
30. Magnetoresistenzeffekt-Element, gekennzeichnet durch eine
magnetische Schicht (33), in der in einer nicht-magnetischen Metall-Grundmasse (31) feine
magnetische Teilchen (32) mit einer uniaxialen magnetischen Anisotropie und einer
Hauptachse von nicht mehr als 200 Angström dispergiert sind.
31. Element nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die
feinen magnetischen Metallteilchen (32) eine Hauptachse von nicht weniger als 50 Ang
ström besitzen.
32. Element nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die
nicht-magnetische Metall-Grundmasse (31) mindestens ein Element aus der Gruppe Cu, Ag
und Au aufweist.
33. Element nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die
magnetischen Feinteilchen (32) mindestens ein Element enthalten, welches aus der Gruppe
Co, Fe und Ni ausgewählt ist.
34. Magnetoresistenzeffekt-Element gekennzeichnet, durch einen
Mehrschichtaufbau (45), der gebildet wird durch eine erste magnetische Schicht (43), in
welcher feine magnetische Teilchen (42) in einer nicht-magnetischen Metall-Grundmasse
(41) dispergiert sind, und eine zweite magnetische Schicht (44) mit magnetischen Eigen
schaften, die weicher sind als diejenigen der ersten magnetischen Schicht (43).
35. Element nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die
feinen magnetischen Teilchen (42) der ersten magnetischen Schicht (43) mindestens ein
Element aus der Gruppe Co, Fe und Ni enthalten.
36. Element nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die
nicht-magnetische Metall-Grundmasse (41) der ersten magnetischen Schicht (43) minde
stens ein Element aufweist, welches aus der Gruppe Cu, Ag, Au, Cr, Al und Ru ausge
wählt ist.
37. Element nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die
zweite magnetische Schicht (44) entweder ein Übergangsmetall oder eine ein Übergangs
metall enthaltende Legierung enthält.
38. Element nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß die
zweite magnetische Schicht (44) durch eine Legierung gebildet ist, die ausgewählt ist aus
einer Gruppe, die Permalloy, Supermalloy und Sendust enthält.
39. Element nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die
erste magnetische Schicht (43) eine Dicke von 10 bis 100 Angström besitzt.
40. Element nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die
zweite magnetische Schicht (44) eine Dicke von 5 bis 1.000 Angström aufweist.
41. Element nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens eine weitere erste magnetische Schicht (43) vorhanden ist.
42. Element nach Anspruch 41, gekennzeichnet durch mindestens
eine weitere zweite magnetische Schicht (44).
43. Element nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß die
ersten magnetischen Schichten (42) und die zweiten magnetischen Schichten (44) alternie
rend gestapelt sind.
44. Element nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die
feinen magnetischen Metallteilchen (32) eine Magnetostriktion von im wesentlichen Null
aufweisen.
45. Element nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß jedes
der feinen magnetischen Metallteilchen (42) eine flache Gestalt besitzt.
46. Element nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß jedes
der feinen magnetischen Metallteilchen (42) ein Seitenverhältnis besitzt, das in einen
Bereich von 5 bis 50 fällt.
47. Element nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die
feinen magnetischen Metallteilchen (42) eine Hauptachse aufweisen, die in einen Bereich
von 50 bis 200 Angström fällt.
48. Element nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die
feinen magnetischen Metallteilchen (42) mit einer uniaxialen Anisotropie induziert sind.
49. Magnetoresistenzeffekt-Element gekennzeichnet durch eine
magnetische Schicht (53), in welcher feine magnetische Teilchen (52), gebildet aus
mindestens zwei magnetischen Elementen aus der Gruppe Fe, Co und Ni, in einer nicht
magnetischen Metall-Grundmasse (51) dispergiert sind.
50. Element nach Anspruch 49, bei dem die nicht-magnetische Metall-Grund
masse (51) mindestens ein Element aus der Gruppe Cu, Ag, Au, Cr, Al und Ru aufweist.
51. Element nach Anspruch 49, dadurch gekennzeichnet, daß die
feinen magnetischen Teilchen (52) eine Magnetostriktionskonstante von nicht mehr als 10
bis 5 aufweisen.
52. Element nach Anspruch 49, bei dem jedes der feinen magnetischen Metall
teilchen (52) eine flache Gestalt besitzt.
53. Element nach Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet, daß die
feinen magnetischen Metallteilchen (52) ein Seitenverhältnis besitzen, das in einen Bereich
von 5 bis 50 fällt.
54. Element nach Anspruch 49, dadurch gekennzeichnet, daß jedes
der feinen magnetischen Metallteilchen (52) eine Hauptachse besitzt, die einen Bereich von
50 bis 200 Angström fällt.
55. Element nach Anspruch 49, dadurch gekennzeichnet, daß die
feinen magnetischen Metallteilchen (52) mit einer uniaxialen Anisotropie induziert sind.
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Representative=s name: BLUMBACH, KRAMER & PARTNER, 81245 MUENCHEN |
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