Optimization of CoSiB Thickness and Annealing Temperature for Enhanced Perpendicular Magnetic Anisotropy and Hall Effect in Amorphous [CoSiB/Pt] Multilayer Thin Films

본 연구에서는 비정질 강자성체 CoSiB/Pt 다층 박막의 Co75Si15B10 두께와 열처리(annealing) 온도에 따른 수직자기이방성 (Perpendicular Magnetic Anisotropy, PMA) 및 홀 효과(Hall Effect)를 분석하였다. [Ta 25 Å/Pt 25 Å/Co₇₅Si₁₅B₁₀ t Å/Pt 20 Å] 다층 박막에서 Co₇₅Si₁₅B₁₀ 두께 t를 6~30 Å로 변화시키면서 자기이력곡선(Hysteresis loop)과 출력 홀 전압(Output Hall Voltage) 을 측정하였다. Co₇₅Si₁₅B₁₀의 두께가 6~15 Å 일 때는 수직 자화가 관찰되었으나, 18 Å 이상의 두께에서는 PM A를 잃고 수평자기이방성을 보였다. 또한, [Ta 25 Å/Pt 25 Å/Co₇₅Si₁₅B₁₀ 12 Å/Pt 20 Å] 다층박막 샘플들을 각각 240~360 ℃에서 1시간씩 열처리 하면 포화자화와 출력 홀 전압이 상승하는 것을 확인하였다. 특히, 360 ℃ 열처리에서 1.78 mV의 최대 출력 홀 전압이 측정되었는데, 이는 열처리 하지 않은 샘플보다 약 2.3배 큰 수치이다. 이로써 CoSiB/Pt 다층 박막에서 비정질 강자성체 Co₇₅Si₁₅B₁₀의 적절한 두께와 열처리 온도를 통해 CoSiB/Pt 다층박막의 내부 응력과 계면 상호작용을 최적화함으로써 수직자기이방성과 홀 효과를 제어하여 자기 센서에 적합한 구조를 설계할 수 있을 것으로 기대한다.