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スピンバルブ型バリスティックMR薄膜の作製

自旋阀弹道MR薄膜的制备

基本信息

批准号：
15656078
负责人：
角田匡清
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

2つの強磁性体のナノコンタクトで観測されるバリスティック磁気抵抗(BMR)効果を解明・実用化するためには、電子伝導の量子化が発現するナノメートルオーダーの電流の絞込み領域を完全に制御して形成することが最も重要な技術である。本研究の第一目的は、極薄絶縁膜面内へのナノメートルオーダーの導電領域(ナノコンタクトホール:NCH)の均一形成手法を開発し、強磁性層/NCH絶縁層/強磁性層/反強磁性層の基本4層構成からなるスピンバルブ型バリスティックMR薄膜を作製することにある。NCHを有するスピンバルブ素子において、BMR効果を観測するためには、素子面積内にNCHの存在数を1〜数個のオーダーとするために、素子サイズを数十nmのサイズに加工する必要がある。同時に、そのような微細素子においても反磁界に抗して2枚の強磁性層の磁化の平行/反平行配列を確実に制御する必要がある。本年度は数十nmサイズの素子加工を行うためのハードマスクとしての30nm径のC(カーボン)ピラーの成長技術を、電子ビーム援用CVD法によって確立した。また、数十nmサイズのスピンバルブ素子の固定層磁化の固着能力を確保するために、巨大な一方向異方性定数を発現できるMn_3Ir合金を新たな反強磁性層材料として開発した。さらにNCH形成のために、MgO絶縁膜の初期成長過程をconductive AFM法を用いて詳細に検討を行い、膜厚0.8nmを境にMgO膜が二次元連続状に変化するために、強磁性ピンホールが消失することを明らかにした。現時点ではスピンバルブ素子でのBMR効果の観測には至っていないが、本研究成果を統合した数十nmサイズのスピンバルブ型MR素子の実現によって、再現性の高いBMR効果の観測が期待できる。

2. The most important technology for solving the problem of magnetic resistance (BMR) in ferromagnetic materials is the quantization of electron conduction. The first object of this study is to develop a uniform method for forming an in-plane conductive region (NCH) of an ultra-thin insulating film, and to fabricate an MR thin film with a basic four-layer structure of ferromagnetic layer/NCH insulating layer/ferromagnetic layer/antiferromagnetic layer. The number of NCHs present in the area of BMR is 1 to 10 nm. At the same time, it is necessary to control the parallel/antiparallel arrangement of magnetization of two ferromagnetic layers in the diamagnetic field. This year, the growth technology of tens of nm particle processing was established by CVD method. Mn_3Ir alloy is a new antiferromagnetic layer material, which can ensure the magnetization fixation ability of the electric double layer of the element in tens of nm. The initial growth process of MgO insulating film was studied in detail by conductive AFM method. The film thickness was 0.8 nm. The MgO film was transformed into a two-dimensional continuous film. At present, the results of this study are expected to be integrated into the results of BMR experiments with high reproducibility.

项目成果

期刊论文数量（7）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Giant exchange anisotropy observed in Mn–Ir∕Co–Fe bilayers containing ordered Mn3Ir phase

DOI：
10.1063/1.1812597
发表时间：
2004-10
期刊：
Applied Physics Letters
影响因子：
4
作者：
K. Imakita;M. Tsunoda;M. Takahashi
通讯作者：
K. Imakita;M. Tsunoda;M. Takahashi

Local transport properties of Co-Fe/Al-O/Co-Fe tunnel junctions with high thermal stability

具有高热稳定性的Co-Fe/Al-O/Co-Fe隧道结的局域传输特性

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
Journal of Magnetism and Magnetic Materials 284
影响因子：
0
作者：
Tae Sick Yoon;Chong Oh Kim;Toshihiro Shoyama;Masakiyo Tsunoda;Migaku Takahashi
通讯作者：
Migaku Takahashi

強磁性/反強磁性積層膜の交換磁気異方性-反強磁性層の磁気異方性とその役割-

铁磁/反铁磁层状薄膜的交换磁各向异性 - 反铁磁层的磁各向异性及其作用 -