静電容量変化を利用した磁気スイッチング単電子素子の開発

利用电容变化开发磁开关单电子器件

• 批准号: 17651081
• 负责人: 高梨 弘毅
• 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: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17651081/
• 关键词: ナノ材料; 磁性; メゾスコピック系; スピンエレクトロニクス; トンネル現象; 微細加工技術

ナノ粒子を薄い絶縁層を隔てて強磁性電極間に配置した微小構造では、スピン依存単一電子トンネル効果が生じるが、絶縁層の電子状態が外部磁場によって変化する場合や、絶縁層が十分薄く、トンネルコンダクタンスの変化によってキャパシタンス変化が生じる場合には、磁気抵抗効果に起因するスイッチング効果の発現が期待される。本研究は、この磁気スイッチング効果の基礎的理解と実証を狙うものであり、本年度は以下の研究を行った。作製した試料の構造は、Fe, FeCo, Au, Cr等のナノ粒子の上下にA10やMgO等の酸化物トンネルバリアを介して強磁性電極を配し、膜面垂直方向に電流を流すCPP構造とした。試料の面内サイズは、メタルマスクを用いた0.5mmx0.5mmから、電子線リソグラフィーによるサブミクロンサイズとした。膜成長ば分子線エピタキシーまたは超高真空スパッタを用いて行い、磁気伝導特性は微小電流計測の可能なエレクトロメータを用いて測定した。ナノ粒子のサイズやナノ粒子上のトンネルバリア層の平坦性等の制御は容易でなく、実験データを系統的に取得・解析することは困難であったが、いくつかの試料において、クーロンプロッケイドが見られ、更にトンネル磁気抵抗効果も観測された。特に、Crナノ粒子を用いた試料では、急峻な変化を示すクーロンプロッケイドと外部磁場に依存する電流電圧特性が観測された。また、Auナノ粒子を用いた試料では、磁気抵抗スイッチング効果の可能性を示す磁気抵抗変化が見られた。

In the case where the particle insulation layer is thin, the electron state of the insulation layer changes due to the external magnetic field, and in the case where the insulation layer is very thin, the electron state of the insulation layer changes due to the external magnetic field, the electron state of the insulation layer changes due to the magnetic field resistance effect. This study is aimed at understanding the basis of the results of the study. This year, the following research is conducted. The structure of the sample is composed of Fe, FeCo, Au, Cr, etc., A10, MgO, etc., and the current flow in the vertical direction of the film surface. Sample in-plane support, support. Film growth molecular wire, ultra-high vacuum, magnetic conductivity, micro-current measurement, and measurement It is easy to control the flatness of the layer on the particles, and it is difficult to obtain and analyze the system. In particular, the current and voltage characteristics of the sample used for Cr particles are measured in the presence of an external magnetic field. The magnetic resistance of the Au particles in the sample is shown by the possibility of magnetic resistance transformation.

项目成果

Coulomb staircase and tunnel magnetoresistance in nanowire-shaped granular films

纳米线状颗粒薄膜中的库仑阶梯和隧道磁阻

• 发表时间: 2006
• 期刊: Journal of Magnetism and Magnetic Materials (in press)
• 作者: 氷室昭三;黒田英里;氷室昭三;氷室昭三;氷室昭三;氷室昭三;大野 武雄;A.B.Randles;江刺 正喜;M.Esashi;江刺 正喜;Y.Nogi;K.Yakushiji
• 通讯作者: K.Yakushiji

Preparation and magnetotransport properties of MgO-barrier-based magnetic double tunnel junctions including nonmagnetic nanoparticles

含非磁性纳米粒子的MgO势垒基磁性双隧道结的制备及其磁输运性能

• 发表时间: 2007
• 期刊: Journal of Physics D 40
• 作者: H. Tai;S. Nagatomo;H. Mita;Y. Sambongi;and Y. Yamamoto;Y. Nogi et. al.
• 通讯作者: Y. Nogi et. al.