酸化物質で挟まれた磁性金属層間のスピン偏極トンネル電流とナノデバイスへの応用

夹在氧化物材料之间的磁性金属层之间的自旋极化隧道电流及其在纳米器件中的应用

• 批准号: 07837005
• 负责人: 岩田 聡
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07837005/
• 关键词: トンネル接合; 磁気トンネル効果; 磁気抵抗; サンドウィッチ膜; 磁気センサ; 反強磁性結合; スピン偏極電子

本研究ではスピン偏極電子を利用したデバイスであるFe/Al_2O_3/FeCoサンドウィッチ膜を取り上げた。これは,Fe層とFeCo層の磁化の向きが揃っているときと逆向きのときでスピン偏極電子のトンネル確率の違いから上下の層間の抵抗Rに差が出てくるというものである。しかし,従来の実験では素子特性が不安定で,再現性も極めて悪かった。そこで本研究では,その再現性を改善することを目的に,サンドウィッチ構造膜の作製条件と素子特性の関係を調べ,以下の結果を得た。最下層のFeCo層とAl層をマグネトロンスパッタ法で作製した後,Al層を酸化し,最上層のFe層を成膜した。このとき酸化方法,酸化時間,最上層のFe層の成膜方法を素子の変えて作製を行った。1.Alの酸化を酸素中あるいは空気中の自然酸化で行った場合には,酸化が十分でなく,良好なトンネル接合は得られなかった。2.Al層を酸素ガス中で逆スパッタリングによって酸化した場合には,良好なトンネル接合が得られる場合があった。3.Al層の逆スパッタによる酸化プロセスは,逆スパッタの時間で制御することができ,良好なトンネル接合を得るためには,30分では不足であり,60分の酸化が必要であることがわかった。4.最上層のFe層の成膜は,スパッタ法と蒸着法で行ったが,スパッタ法では良好な接合は得られなかった。これは,エネルギーの高いスパッタ粒子が酸化Al層を一部破壊しているためと考えられた。

This study で は ス ピ ン partial pole し use of electronic を た デ バ イ ス で あ る Fe/Al_2O_3 / FeCo サ ン ド ウ ィ ッ チ membrane を take on り げ た. こ れ は, Fe layer と FeCo magnetized の の to き が Jian っ て い る と き と reverse き の と き で ス ピ ン partial pole electronic の ト ン ネ ル probabilistic の violations い か ら fluctuation の が の resistance R に differences out て く る と い う も の で あ る. The <s:1> で, 従, <s:1> empirical で, で, prime characteristics が instability で, reproducibility <s:1> pole めて悪 った った. そ こ で this study で は, そ の reproducibility を improve す る こ と に を purpose, サ ン ド ウ ィ ッ チ の cropping structure membrane と element child characteristic の masato を adjustable べ, the result of the following の を た. The bottom の FeCo と Al layer を マ グ ネ ト ロ ン ス パ ッ で タ method for system し た, を acidification し Al layer, the top の Fe layer を film-forming し た. Youdaoplaceholder0 と と acidification method, acidification time, the film-forming method of the topmost <s:1> Fe layer <e:1> を particle <s:1> change えて operation process を row った. In 1. Al の acid acidification を あ る い は の natural acidification で line of empty 気 っ た occasions に は, acidification が very で な く, good な ト ン ネ ル joint は have ら れ な か っ た. In the layer 2. Al を acid element ガ ス で inverse ス パ ッ タ リ ン グ に よ っ て acidification し た occasions に は, good な ト ン ネ ル joint が must ら れ る occasions が あ っ た. 3. Al layer の inverse ス パ ッ タ に よ る acidification プ ロ セ ス は, inverse ス パ ッ タ の time で suppression す る こ と が で き, good な ト ン ネ ル joint を have る た め に は, 30 points で は insufficient で あ り, 60 の acidification が necessary で あ る こ と が わ か っ た. 4. The top の Fe は layer の into membrane, ス パ ッ タ と steaming the method line で っ た が, ス パ ッ タ method で は good な joint は must ら れ な か っ た. こ れ は, エ ネ ル ギ ー の high い ス パ ッ タ particle が acidification Al layer を a broken 壊 し て い る た め と exam え ら れ た.

项目成果

T.Kato: "Magneto-Optical Effect in MnPt_3 Alloy Films" J.Magn.& Magn.Mat.Vol.140-144. 713-714 (1995)

T.Kato：“MnPt_3 合金薄膜中的磁光效应”J.Magn。

山本哲弘: "Au-Co合金膜の磁気および磁気光学特性" 日本応用磁気学会誌. Vol.19. 193-196 (1995)

Tetsuhiro Yamamoto：“Au-Co 合金薄膜的磁性和磁光特性”，日本应用磁学学会杂志，第 19 卷，193-196（1995 年）。

Y.Fujiwara: "Magnetic and Magneto-Optical Properties of Nd (Tb,Dy) /FeCo Multilayers" J.Magn.Soc.Jpn.Vol.19. 161-164 (1995)

Y.Fujiwara：“Nd (Tb,Dy) /FeCo 多层膜的磁和磁光特性”J.Magn.Soc.Jpn.Vol.19。

H.Watabe: "Magnetic and Magneto-Optical Properties of PrGd/FeCo Multilayers" J.Magn.Soc.Jpn.Vol.19. 169-172 (1995)

H.Watabe：“PrGd/FeCo 多层的磁和磁光特性”J.Magn.Soc.Jpn.Vol.19。

加藤剛志: "MnPt_3合金薄膜の磁気及び磁気光学特性" 日本応用磁気学会誌. Vol.19. 205-208 (1995)

Tsuyoshi Kato：“MnPt_3 合金薄膜的磁和磁光特性”日本应用磁学学会杂志第 19 卷（1995 年）。