微細加工磁性体におけるトンネル型磁気抵抗効果の理論的研究

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究では、トンネル型磁気抵抗効果に対する界面の乱れの効果、および磁性不純物の効果に関して成果が得られた。強磁性金属/絶縁体/強磁性金属接合の界面における構造の乱れによるトンネル電流の変化およびそれに伴う磁気抵抗効果への影響を久保公式を用いて調べた。界面の乱れに対してはCPAを用い、また絶縁層内の任意の不純物にについては数値シュミレーションを用いて直接コンダクタンスを計算した。その結果、乱れが存在する時のトンネル抵抗は散漫散乱によるものがほとんどであり、このため磁気抵抗効果に対する乱れの効果が非常に大きくなることが明らかになった。また、磁気抵抗は電子構造にも大きく影響されることが明らかになった。強磁性トンネル接合では、リ-ド線が強磁性体であるため、トンネル電流に対する磁気的相互作用の効果を無視できなくなる。本研究では、磁性不純物やマグノンによる散乱を介したトンネル電流による磁気抵抗効果を調べた。強磁性トンネル接合の障壁層内に磁性不純物が存在すると、トンネル電子はそれらと相互作用する。その結果トンネル電子のスピン反転が生じる。磁気抵抗に対するこの効果を調べるため、トンネルハミルトニアンを用いて、二次摂動により磁気抵抗率の表式を求めた。その結果、トンネル電子と磁性不純物のs-d的相互作用は磁気抵抗効果を減少させることが明らかになった。更に、トンネル電子と磁性体のマグノン(スピン波励起)との相互作用も同様に、磁気抵抗の減少をもたらすことが示された。