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。

今年进行了以下研究，目的是澄清基于Fe的金属（铁磁隧道连接）薄膜的界面的超细磁性结构，并使用内部转换电子梅斯鲍尔效应（CEMS）分析界面的Ultrafine磁性结构，以获取对高强度磁场材料的发展知识。进行实验的目的是使用Fe（CO）/ALO_X/FE连接中的AFM研究界面平坦度，此外，使用Mossbauer效应来研究连接接口处Fe的Ultrafine结构，并检查界面结构与磁层效应之间的关系。使用玻璃，MG0（001）上的金属面膜和蓝宝石（1120）底物通过离子束溅射（IBS）和分子束外交（MBE）制造铁磁隧道连接。首先，通过AFM观察结果研究了由于制造方法和底物的差异而导致天然氧化后的较低电极和A1的表面平坦度。结果，发现使用IBS方法在玻璃基板上制造的下部电极是最坦率的。另外，通过天然氧化方法和ALO_X绝缘层的直接沉积来制造绝缘层，并进行了比较。此外，在与每个连接相同的条件下，通过在下部电极Fe层的界面上富集 ^<57> Fe进行样品，并测量CEMS。通过DC四末端方法测量磁化效应。另外，使用VSM进行了磁化测量。使用MBE方法制造的键显示了负电阻值，而使用IBS方法制造的玻璃基板上的键显示磁倍率变化约3％。此外，当通过直接沉积ALO_X绝缘层键合时，获得了10％或更高的磁化变化速率。使用CEMS对界面的Ultrafine磁性结构进行分析表明，通过直接沉积A10_X绝缘层的键合界面是最佳的界面，它不含诸如氧化物之类的杂质，并且该界面Fe表现出相当于纯Fe的内部磁场。这表明磁化率变化速率取决于界面平坦度和界面磁层的磁性结构。