Çok katlı metalik ince filmlerin magnetik özelliklerinin belirlenmesi
Determination of magnetik properties of multilayer thin films
Yazar: CENGİZ BİRLİKSEVEN
Danışman: PROF.DR. H. ZAFER DURUSOY
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2000
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Ferromanyetik rezonans = Ferromagnetic resonance ; Manyetik özellikler = Magnetic properties ; Metalik film = Metallic film ; İnce filmler = Thin films

Özet:
ÖZET Son yıllarda, magnetik ince filmlerde keşfedilen, dev magnetik-direnç (Giant-magneto- resistans) (GMR) özelliği her geçen gün daha da fazla önem kazanmaktadır. Bu tür filmlerin uygulama alanları arasında, yüksek duygunluğa sahip magnetik alan sensörleri ve magnetik kayıt ortamları için yüksek duygunluğa sahip okuma kafaları sayılabilir. Bu çalışmada, çok katlı, tek katlı metalik ince filimlerin çeşitli elektriksel ve manyetik özellikleri incelenmiştir. Çok katlı yapılar Texas Üniversitesinden Prof. Dr. A. Rıza Köymen tarafından sağlanmıştır. Çok katlı magnetik ince filimler, özellikle magnetik yazma ve okuma amaçlarıyla kullanılırlar. Büyük çapta bilginin çok küçük alanlara kaydedilebilmesi bu teknoloji ile olanaklı olmuştur. Tek katlı ince filimler elektron tabancası (e-gun) ile ısıtarak buharlaştırma yöntemiyle yapılmıştır. Kalınlığın kesin olarak belirlenebilmesi için dikkatli bir kalınlık kalibrasyonu yapılmıştır. Hazırlanan filimlerin magnetik özellikleri magnetizasyon, magneto-direnç ölçümleri ve ferromagnetik resonans tekniği ile çalışılmıştır. Ayrıca, benzetişim teknikleri kullanılarak ölçümlerin kuramsal hesaplamalarla uygunluğu incelenmiştir. Çok katlı yapıların ölçümlerinden, etkin magnetizasyon değerleri, katmanların biribirleriyle yaptığı açı değerleri hesaplanmıştır. Magnetizasyon ve magnetodirenç ölçümlerinin birbirleriyle uyumu değerlendirilmiştir. Magnetodirenç ölçümlerine anizotropik magnetodirencin katkısını görebilmek için, yeni bir deney düzeneği kurulmuş ve anizotropik magnetodirenç ölçümleri yapılmıştır. Bir seri yumuşak permalloy filim yapılmış, bu yapıların sıcaklığa bağlı direnç, magnetodirenç, anizotropik magnetodirenç, magnetizasyon ölçümleri yapılmıştır.

Abstract:
11 ABSTRACT In recent years, Giant Magnetoresistance Effect has been attracting an increasingly high interest. High sensitivity magnetic field detectors and high sensitivity read heads of magnetic media can be named as important applications of these films. It this work, magnetic and electrical properties of single layer and multilayer thin films were investigated. Multilayer thin films were supplied by Prof. Dr. A Rıza Köymen from Texas University. Multilayer magnetic thin films are used especially for magnetic reading and magnetic writing. Storing of large amount of information into small areas become possible with this techonology. Single layer films were prepared using the electron beam evaporation technique. For the exact determination of film thicknesses, a careful calibration of the thicknesses was made. Magnetic properties of the multilayer films were studied using the magnetization, magnetoresistance measurements and ferromagnetic resonance technique. Besides, by fitting the experimental results to the teoretical models, effective magnetization and angles between the ferromagnetic layers were calculated. The correspondence between magnetization and magnetoresistance was evaluated. To see the effect of anizotropic magnetoresistance in the magnetoresistance measurements, a new experimental set-up was build and measurements were taken in this set-up. A series of soft permalloy thin films were made, and temperature dependent resistivity, magnetoresistance, anisotropic magnetoresistance and magnetization measurements were taken.