磁性金属-非金属ナノグラニュラー構造薄膜の磁場中成膜とそのホール効果

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磁性金属-非金属ナノグラニュラー構造薄膜は、直径数ナノメートルの磁性金属微粒子を非金属絶縁体が取り囲む構造を有しており、トンネル巨大磁気抵抗、巨大ホール効果などの特異な磁気伝導現象を示す。本研究では、磁性金属-非金属ナノグラニュラー構造薄膜を磁場中成膜することによって磁気異方性制御・ナノ構造制御を行い、その磁気伝導現象に及ぼす効果および機能性新材料への可能性を調べる。本年度は、昨年度完成させた磁場中スパッタ成膜装置を用いて系統的な試料作製を行い、構造や磁気伝導物性等に関する解析および考察を行った。薄膜成長過程は印加磁場と膜の合金組成に対して複雑に変化することが分かり、現時点では、従来特性を越える巨大ホール効果を得るための磁性相と非磁性相の最適組成比を見つけるには至らなかった。しかし、(i)強磁場印加では通常のマグネトロンスパッタとは異なり、磁場印加によりむしろ膜成長速度が低下する、(ii)グラニュラー系の成膜中磁場印加効果は、膜の合金組成に強く依存し、磁性相のパーコレーションの問題と関連している、等の基礎的知見が得られた。また、得られた結果から、基板加熱や基板バイアスの印加が無磁場成膜以上に効果的であることが推察された。次項の研究発表論文の一部に、本研究と関連して得られたいくつかの知見を示した。