原子層物質スペーサーによる面直電流磁気抵抗素子の高特性化の研究

利用原子层材料隔垫改善垂直电流磁阻元件特性的研究

• 批准号: 17H07376
• 负责人: 李 松田
• 金额: $ 1.75万
• 依托单位: National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-08-25 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17H07376/
• 关键词: グラフェン; 二次元物質; ホイスラー合金; 高スピン偏極材料; 磁気抵抗素子; 超高真空化学気相成長法; スピンエレクトロニクス; 磁性; 磁気記録; 先端機能デバイス

本研究では、次世代ハードディスクドライブ（HDD）用の面直電流磁気抵抗（CPP-MR）素子に必要とされる素子の超薄膜化および磁気抵抗（MR）比と素子抵抗（RA）がバランスした特性を実現するため、スペーサー層の新材料として、現在の酸化物および金属材料に代えて、原子層物質のグラフェンおよび六方晶窒化ホウ素（h-BN）などを用いることを提案した。本研究課題得られたの成果は以下の通りである。1.超高真空化学気相成長法のプロセスや原料ガスの分圧・曝露量などの作製条件を工夫することで、高スピン偏極ホイスラー合金薄膜上に単層グラフェンを100%の被覆率で成長する技術を確立することに成功した。上記成果は本提案の素子開発のベースとなる技術であり、同技術を応用することで、ホイスラー合金上へのh-BNや原子層物質混晶体の成長も可能と考えられる。2.ｘ線分光測定による、グラフェン/ホイスラー合金薄膜界面の磁性及び電子状態を調べた。グラフェンとホイスラー合金薄膜の間の化学結合がかなり弱いことが判明した。グラフェンに特有なπバンドの存在や界面近傍までホイスラー合金の結晶構造や磁気的性質が保たれていることなど、素子応用の有望性を示唆する結果が得られた。研究内容を一層充実させた若手研究を採択されたため、本研究課題は辞退となった。若手研究では本研究課題で得られた予備的な成果に基づいて、原子層物質をスペーサーした面直電流磁気抵抗素子の開発を引き続き行う。

In this study, the surface current magnetic resistance (CPP-MR) element for HDD (HDD) is necessary for ultra-thin film of element and magnetic resistance (MR) is better than that of element resistance (RA). The atomic layer substance is composed of hexagonal crystals (h-BN). This research topic obtains the following achievement: 1. The process conditions for the preparation of ultra-high vacuum chemical phase growth method include the following: raw materials, partial pressure, exposure, time, and 100% coverage of the single layer on the high-polarization alloy thin film. The results of this paper are based on the investigation of the growth of h-BN mixed crystals on the alloy and the application of the same technology. 2. X-ray spectroscopic determination of the magnetic and electronic states of the alloy film interface. The chemical bonding between the alloy films was found to be weak. The crystal structure and magnetic properties of the alloy are preserved in the vicinity of the interface, and the potential properties of the alloy are demonstrated. The content of this study is full of information. If we do research on this topic, we will get the results prepared in advance, and the development of magnetic field resistance elements in the atomic layer will be carried out.

项目成果

Dirac Cone Spin Polarization of Graphene by Magnetic Insulator Proximity Effect Probed with Outermost Surface Spin Spectroscopy

• DOI: 10.1002/adfm.201800462
• 发表时间: 2018-05
• 期刊: Advanced Functional Materials
• 影响因子: 19
• 作者: S. Sakai;Sergei V. Erohin;Z. Popov;Satoshi Haku;Takahiro Watanabe;Y. Yamada;S. Entani;Songtian Li;P. Avramov;H. Naramoto;K. Ando;P. Sorokin;Y. Yamauchi

Effective adsorption and collection of cesium from aqueous solution using graphene oxide grown on porous alumina

• DOI: 10.7567/jjap.57.04fp04
• 发表时间: 2018-02
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics
• 影响因子: 1.5
• 作者: S. Entani;M. Honda;I. Shimoyama;Songtian Li;H. Naramoto;T. Yaita;S. Sakai

Interface-induced perpendicular magnetic anisotropy of Co nanoparticles on single-layer h-BN/Pt(111)

• DOI: 10.1063/1.5010836
• 发表时间: 2018-01
• 期刊: Applied Physics Letters
• 影响因子: 4
• 作者: Takahiro Watanabe;Y. Yamada;A. Koide;S. Entani;Songtian Li;Z. Popov;P. Sorokin;H. Naramoto;M. Sasaki;K. Amemiya;S. Sakai

MISiS(ロシア連邦)

MISiS（俄罗斯联邦）

First direct synthesis of graphene/half-metallic Heusler alloy heterostructure for spintronic device applications

首次直接合成用于自旋电子器件应用的石墨烯/半金属赫斯勒合金异质结构

• 发表时间: 2018
• 作者: Songtian Li;Takahiro Watanabe;Yoichi Yamada;Shiro Entani;Pavel B. Sorokin3;Yuya Sakuraba;Kenta Amemiya;Hiroshi Naramto;and Seiji Sakai
• 通讯作者: and Seiji Sakai