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Fe系金属薄膜の界面超微細磁気構造の解析

铁基金属薄膜界面超细磁结构分析

基本信息

批准号：
09750729
负责人：
土井正晶
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09750729/
关键词：
Fe性金属多層膜磁気抵抗効果内部転換電子メスバウァー効果超微細磁気構造分子線エピタキシー法界面磁気構造イオンビームスパッタリング法強磁性トンネル接合 Fe系金属多層膜飽和磁化キュリー温度分子線エピタキシ-法界面構造

项目摘要

Fe系金属薄膜(強磁性トンネル接合薄膜)の界面超微細磁気構造を明らかにし、高特性の磁気抵抗効果材料開発の知見を得る目的で内部転換電子メスバウァー効果(CEMS)を用いて界面超微細磁気構造の解析を行うことを目的として本年度は以下の研究を行った。Fe(Co)/AlO_X/Fe接合においてAFMにより界面平坦性を検討し、さらにメスバウァー効果を用いて接合界面のFeの超微細構造を調べ界面構造と磁気抵抗効果との関係を考察することを目的として実験を行った。イオンビームスパッタリング(IBS)法及び分子線エピタキシー(MBE)法によりガラス、Mg0(001)、サファイア(1120)基板上にメタルマスクを用いて強磁性トンネル接合を作製した。まず、作製法および基板の違いによる下部電極とA1の自然酸化後の表面平坦性をAFM観察により検討した。その結果、IBS法を用いてガラス基板上に作製した下部電極が最も平坦であることが分かった。また、絶縁層を自然酸化法に及びAlO_X絶縁層の直接堆積法により作製し、比較した。さらに各接合と同一条件で下部電極Fe層の界面に^<57>Feをenrichした試料を作製し、CEMSの測定を行った。磁気抵抗効果は直流四端子法により測定した。また、VSMによって磁化測定を行った。MBE法で作製した接合では負の抵抗値を示し、IBS法で作製したガラス基板上の接合では約3%の磁気抵抗変化率を示した。また、AlO_X絶縁層の直接堆積による接合では10%以上の磁気抵抗変化率が得られた。CEMSによる界面超微細磁気構造の解析結果、A10_X絶縁層の直接堆積による接合界面では酸化物などの不純物を含まない最も良好な界面であることがわかり、界面Feは純Feと同等な内部磁場を示すことが示された。このことから磁気抵抗変化率は界面平坦性及び界面磁性層の磁気構造に依存することが明らかとなった。

This year, the following research was carried out for the purpose of understanding the development of magnetic resistance effect materials with high characteristics for Fe-based metal thin films (ferromagnetic junction films). Fe(Co)/AlO_X/Fe bonding interface flatness model and effect of AFM were studied. The ultra-fine structure of Fe bonding interface was tuned. The relationship between interface structure and magnetic resistance effect was investigated. IBS method and MBE method are used to manufacture ferromagnetic bonds on substrates such as Mg0 (001) and Mg0 (1120). The surface flatness of the lower electrode and A1 after natural acidification was investigated by AFM. As a result, the IBS method is used to control the lower electrode on the substrate. Comparison between natural acidification and direct deposition of AlO_X insulating layers The interface of Fe layer in lower electrode was prepared <57>and CEMS was measured under the same conditions. Magnetic resistance is measured by the DC four-terminal method. The magnetic field was measured. The MBE method is used to control the negative resistance of the joint. The IBS method is used to control the negative resistance of the joint on the substrate. The magnetic resistance change rate is about 3%. The magnetic resistance of the AlO_X insulating layer is more than 10%. Analysis results of ultra-fine magnetic structure of CEMS interface, direct deposition of A10_X insulating layer, impurity content in interface, best interface, Fe content in interface, equivalent internal magnetic field The magnetic resistance of the interface depends on the flatness of the interface and the magnetic structure of the interface magnetic layer.