強磁性ナノコンタクトの作製と磁気抵抗効果

铁磁纳米接触的制备和磁阻效应

基本信息

批准号：
12740217
负责人：
小野輝男
金额：
$ 1.66万
依托单位：
Osaka 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：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12740217/
关键词：
強磁性ナノコンタクト量子化伝導巨大磁気抵抗効果

项目摘要

様々な金属ナノコンタクトの作製法と測定法が提案され、金属ナノコンタクトを介した電気伝導度が量子化コンダクタンスG=2e^2/hの整数倍となることが明らかとなってきた。しかし、これまでの研究対象は非磁性金属に限られ、スピン自由度に着目した研究はほとんどなかった。そこで、強磁性金属であるNiを用いたナノコンタクトの作製と電気伝導度の測定を行った。直径0.1mmのNi線をNi蒸着膜に接触させ振動を与え、Ni線がNi蒸着膜から離れる瞬間の電気伝導度をデジタルオシロスコープを用いて測定した。NiナノコンタクトはNi線がNi蒸着膜から離れる瞬間に形成されると考えられる。Ni線の磁化を飽和する程度の外部磁場を印加するとe^2/h単位の量子化コンダクタンスが観測され、外部磁場がない場合は2e^2/h単位の量子化コンダクタンスが観測される、という興味深い結果を得た。量子化コンダクタンスG=2e^2/hの2はスピン縮退由来であり、Niナノコンタクトで観測されたe/h単位の量子化コンダクタンスは強磁性体Niではスピン縮退がとけていることを示していると理解される。一方、外部磁場がない場合に2e^2/h単位の量子化コンダクタンスが強磁性体Niで観測されたことは意外であったが、Niナノコンタクト領域に閉じこめられた磁壁が関与しているのではないかと考えている。上述した実験結果は、Niナノコンタクトの構造を保持できれば(上述の実験ではNi線を引き離していくので1ミリ秒程度で切れてしまう)、量子化コンダクタンスを外部磁場により制御できることを示唆しており、強磁性ナノコンタクトのデバイス応用の可能性を示唆している。

已经提出了用于制造和测量金属纳米接触的各种方法，并且已经表明，通过金属纳米接触的电导率是量化电导的整数倍数g = 2e^2/h。但是，先前研究的研究受到的研究仅限于非磁性金属，并且很少有针对旋转自由的研究。因此，制造了使用Ni（铁磁金属）的纳米接触，并测量电导率。与NI沉积膜接触直径为0.1 mm的Ni电线以提供振动，并在使用数字示波器测量NI线与Ni沉积膜分离时的电导率。人们认为，当Ni线路离开Ni沉积膜时，NI纳米接触是形成的。我们已经获得了一个有趣的结果，其中外部磁场将Ni线的磁化饱和到E^2/H的量化电导率中，并且在没有外部磁场的情况下，观察到2E^2/H的量化电导。量化电导G = 2E^2/H 2来自自旋退化，并且可以理解，在E/H单元中观察到的Ni nanocontact中观察到的量化电导表明，在铁磁Ni中溶解了自旋退化。另一方面，令人惊讶的是，在没有外部磁场的情况下，在铁磁Ni中观察到2e^2/h的量化电导，但我们认为可能涉及限制在Ni纳米接触区域的域壁。上述实验结果表明，如果可以维持Ni纳米接触的结构（在上述实验中，NI线将分开，因此可以通过外部磁场控制量化电导），表明量化纳米机构的设备应用程序的可能性。