Magnetoresistive devices for industrial applications: improvement of thermal robustness

Este estudo optimiza as junções magnéticas de efeito túnel para aplicações industriais que requerem uma elevada estabilidade térmica e uma resposta linear. Concentrando-nos em antiferromagnetos sintéticos (SAFs) com MnNi para fixação inferior e MnIr para fixação suave, determinámos que 0.65 nm é a espessura do espaçador não magnético de Ru que maximiza a linearização, evidenciada por \textit{plateaus} mais largos nas medições VSM.

Os sensores TMR fabricados com uma espessura de CoFeB na camada livre de 2,4 nm produziram um rácio TMR com um pico de 35,5%, que, após recozimento cruzado a 330ºC (2h) e 165ºC (1h) e arrefecimento num campo magnético de 1 T, apresentou 64,5% TMR à temperatura ambiente, diminuindo gradualmente para 47% a 150ºC.

No entanto, a linearidade foi perdida a 175ºC, uma vez que as curvas VSM se assemelhavam a amostras recozidas a 180ºC, ambas superiores à segunda temperatura de recozimento. Uma exploração da integração dos sensores numa ponte de Wheatstone mostrou uma sensibilidade melhorada em [mV/V]/Oe com uma saída bipolar de -V a +V, confirmando o potencial das SAFs à base de MnNi para aplicações de deteção estáveis e de elevado desempenho sob stress térmico.