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

• 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

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。

Fe is a metal film (strong magnetic ト ン ネ ル joint film) ultrafine magnetic 気 の interface structure を Ming ら か に し magnetic 気 resistance, high の unseen fruit materials open 発 の knowledge を メ る purpose で internal planning in electronics ス バ ウ ァ ー unseen fruit (CEMS) を い て interface ultrafine magnetic 気 tectonic line analytical を の う こ と を purpose と し て の research under this year's は を line っ た . Fe (Co)/AlO_X/Fe joint に お い て AFM に よ り interface flatness を beg し 検, さ ら に メ ス バ ウ ァ ー unseen fruit を with い て joint interface の Fe の ultra micro structure を adjustable べ interface と magnetic 気 resistance unseen fruit と の を masato department inspects す る こ と を purpose と し て be 験 を line っ た. イ オ ン ビ ー ム ス パ ッ タ リ ン グ (IBS) method and molecular wire エ び ピ タ キ シ ー method (MBE) に よ り ガ ラ ス, Mg0 (001), サ フ ァ イ ア (1120) substrate に メ タ ル マ ス ク を with い て strong magnetic ト ン ネ ル joint を cropping し た. ま ず, method for お よ び substrate の violations い に よ る bottom electrode と A1 の natural の surface flatness after acidification を AFM 観 examine に よ り beg し 検 た. そ の results, IBS を い て ガ ラ ス substrate に cropping し た flat bottom electrode が most も で あ る こ と が points か っ た. Youdaoplaceholder0, the natural acidification method of the absolute layer を に and the direct accumulation method of the びAlO_X absolute layer <s:1> によ また were used to prepare the <s:1> and compare the た た. Each jointing と さ ら に same conditions の で lower Fe electrode layer interface に ^ < > 57 Fe を enrich し た sample を as し, CEMS の line measurement を っ た. The magnetic resistance effect is determined by the DC four-terminal method によ によ た. Youdaoplaceholder0, VSMによって magnetization determination を row った. The MBE method で cropping し た joint で は negative の resistance numerical を で し, IBS method for system し た ガ ラ ス substrate の joint で は magnetic 気 resistance - rates are about 3% の を shown し た. Youdaoplaceholder0, AlO_X insulation layer <s:1> direct stacking による bonding で <s:1> more than 10% <s:1> magnetic resistance variation rate が to られた. CEMS に よ る interface ultrafine magnetic 気 tectonic の analytic results, A10_X never try direct accumulation layer の に よ る joint interface で は acidification content な ど の impurity content contains を ま な い も most good な interface で あ る こ と が わ か り, interface Fe は pure Fe と equal な を internal magnetic field in す こ と が shown さ れ た. The magnetic flux resistance rate of <s:1> と ら ら changes, the flatness of the interface and the <s:1> magnetic layer of the び interface, the <s:1> magnetic flux structure に depend on する とが とが とが brightness ら となった となった.

项目成果

李 昌昊: "強磁性体/CeO_2/強磁性体トンネル接合の作製とXPS観察" 日本応用磁気学会誌. 22・4(印刷中). (1998)

李昌浩：“铁磁/CeO_2/铁磁隧道结的制备和XPS观察”日本应用磁学学会杂志22/4（出版中）。

杉本浩一: "[Co/Cr}エピタキシャル多層膜の磁気特性" 日本応用磁気学会誌. 22.4(印刷中). (1998)

Koichi Sugimoto：“[Co/Cr} 外延多层膜的磁性”，日本应用磁学学会杂志 22.4（出版中）。

山田 保誠: "Co/fcc-Fe/Co3層膜の磁気抵抗効果" 日本応用磁気学会誌. 22・4. 609-612 (1998)

Yasusei Yamada：“Co/fcc-Fe/Co三层膜的磁阻效应”日本应用磁学学会杂志22・4（1998）。

杉本浩一: "[Co/Cr]エピタキシャル多層膜の磁気特性" 日本応用磁気学会誌. 22 4. 589-592 (1998)

Koichi Sugimoto：“[Co/Cr] 外延多层膜的磁性”日本应用磁学学会杂志 22 4. 589-592 (1998)。

拜山沙徳克: "[α-Fe/Au]及び[γ-Fe/Cu]エピタキシャル人工格子の磁気相転移" 日本応用磁気学会誌. 22印刷中. (1998)

Satoku Toyama：“[α-Fe/Au] 和 [γ-Fe/Cu] 外延人工晶格中的磁性相变”，日本应用磁学杂志 22 版（1998 年）。