強磁性体電極をもつ微小トンネル接合の磁気抵抗

1. 強磁性体電極の材料となるCo薄膜の保磁力の膜厚依存性を室温から約2Kまでの範囲で明らかにした。その結果を利用して、厚さの異なるCo薄膜を両電極とする強磁性トンネル接合を作成し、トンネル磁気抵抗効果が明瞭に観測できることを示した。2. 強磁性-超伝導-強磁性トンネル接合であるNi/Al-Al_2O_3/Co接合で観測された非単調な磁気抵抗を、Al薄膜の超伝導の効果(エネルギーギャップと電気抵抗の磁場依存性)によって説明した。通常のトンネル磁気抵抗効果による磁気抵抗のピークも同時に観測されたが、超伝導転移に伴い、そのピークの幅と高さが変化する現象を観測し、この原因について考察した。3. 超伝導-強磁性接合であるAl-Al_2O_3/Ni接合の磁気抵抗が、Al薄膜の超伝導転移温度以下で面内の磁場方向に依存すること、及び、ゼロ磁場に戻したときの抵抗に印加磁場方向に関するメモリー効果がみられることを観測した。この結果を、強磁性電極の端部での漏洩磁場によって説明した。4. 強磁性-常磁性-強磁性2重トンネル接合においては、トンネル電流によって引き起こされる常磁性アイランド上のspin accumulationによってTMRが生じることが予測され、いくつかの理論的研究が行われているが、実験的にはまだ十分に検証されていない。そこで、強磁性-常磁性-強磁性2重トンネル接合のトンネル磁気抵抗を調べることを目的として、良好なトンネル接合試料を作成条件の研究を進め、トンネル磁気抵抗の温度依存性とバイアス電圧依存性を測定した。

1. 強磁性体電極の材料となるCo薄膜の保磁力の膜厚依存性を室温から約2Kまでの範囲で明らかにした。その結果を利用して、厚さの異なるCo薄膜を両電極とする強磁性トンネル接合を作成し、トンネル磁気抵抗効果が明瞭に観測できることを示した。2. 強磁性-超伝導-強磁性トンネル接合であるNi/Al-Al_2O_3/Co接合で観測された非単調な磁気抵抗を、Al薄膜の超伝導の効果(エネルギーギャップと電気抵抗の磁場依存性)によって説明した。通常のトンネル磁気抵抗効果による磁気抵抗のピークも同時に観測されたが、超伝導転移に伴い、そのピークの幅と高さが変化する現象を観測し、この原因について考察した。3. 超伝導-強磁性接合であるAl-Al_2O_3/Ni接合の磁気抵抗が、Al薄膜の超伝導転移温度以下で面内の磁場方向に依存すること、及び、ゼロ磁場に戻したときの抵抗に印加磁場方向に関するメモリー効果がみられることを観測した。この結果を、強磁性電極の端部での漏洩磁場によって説明した。4. 強磁性-常磁性-強磁性2重トンネル接合においては、トンネル電流によって引き起こされる常磁性アイランド上のspin accumulationによってTMRが生じることが予測され、いくつかの理論的研究が行われているが、実験的にはまだ十分に検証されていない。そこで、強磁性-常磁性-強磁性2重トンネル接合のトンネル磁気抵抗を調べることを目的として、良好なトンネル接合試料を作成条件の研究を進め、トンネル磁気抵抗の温度依存性とバイアス電圧依存性を測定した。