間欠反応スパッタ法によるCo/Al-O変調酸化多層膜のトンネル伝導と磁化過程

间歇反应溅射法Co/Al-O调制氧化物多层膜的隧道传导和磁化过程

• 批准号: 07750721
• 负责人: 三谷 誠司
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 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/grant/KAKENHI-PROJECT-07750721/
• 关键词: 変調酸化多層膜; 間欠反応スパッタ; Co-Al-O; トンネル効果; 電気伝導; 磁化過程; 巨大磁気抵抗; 磁気異方性

Co-Al-O等のグラニュラー合金薄膜は、その組成・ナノ構造に応じて優れた高周波軟磁気特性やトンネル型の新奇な巨大磁気抵抗を示し、機能性材料として注目すべき物質系である。そこで本研究では、Co-Al合金などを間欠反応スパッタし、ナノ構造制御とそれに伴う磁気伝導物性を詳細に調べた。ここで、間欠反応スパッタとは、Arスパッタ中に間欠的にO_2を導入し変調酸化多層膜やグラニュラー構造薄膜を作製する手法である。以下に、得られた成果の概要を示す。(1)高精度マスフローコントローラをスパッタ装置に取り付け、精度良く間欠反応スパッタが出来るように装置改造を行った。その性能評価の結果、数ナノメートルという非常に小さい周期の変調酸化多層膜を作製することが出来た。X線構造解析により、明瞭な変調構造が観測出来た。(2)種々のナノ構造を有するCo-Al-O薄膜を作製し、トンネル伝導と巨大磁気抵抗を詳細に調べた。その結果、純Coと化学量論比のAl酸化物が生成したと考えられるとき、比抵抗に比較してトンネル活性化エネルギーが大きくなり、同時に巨大磁気抵抗も増大することを見出した。(3)間欠反応スパッタ法により、Fe酸化物薄膜、Fe/Fe酸化物変調多層膜の作製も行い、大きな交換磁気異方性が生じていることを見出した。このことは、Co-Al-O、Fe-Mg-O等のトンネル型巨大磁気抵抗を示すグラニュラー構造薄膜の磁化過程に、Co酸化物やFe酸化物に起因する磁気異方性が重要な役割を果たしている可能性を示唆している。なお、本研究で得られた知見の一部は、研究代表者が共著者となっている論文(裏面研究発表欄に記載)に発表されている。

Co-Al-O alloy thin films have excellent high frequency soft magnetic properties, novel high magnetic resistance, and functional materials. In this study, the magnetic properties of Co-Al alloys were investigated in detail. The method of preparing multilayer film and structure film by introducing O_2 into multilayer film and structure film is discussed. The following is a summary of the results obtained. (1)The high-precision Masufuro Kontoro rakamusapata device is being used to obtain and pay, and the device is being modified to achieve good accuracy and poor response. The results of the performance evaluation are very small, and the process of acidification of multilayer films is very difficult. X-ray structure analysis, clear adjustment structure is measured out. (2)Co-Al-O thin films are fabricated in a variety of structures, and their thermal conductivity and magnetic resistance are carefully tuned. As a result, pure Co and stoichiometric Al acidified compounds were produced, and the specific resistance was compared with that of pure Co and Al acidified compounds, and the magnetic resistance was increased. (3)The fabrication of Fe oxide thin films and Fe/Fe oxide thin films with high exchange magnetic anisotropy has been discovered. The magnetic anisotropy caused by the magnetization of structural thin films and Co and Fe oxides is an important factor in the investigation of the possibility of magnetic anisotropy caused by the magnetization of structural thin films. This study was conducted by a number of authors, including the authors of the papers (which were recorded in the research report column).

项目成果

H. Fujimori: "Tunnel-Type GMR in Co-Al-O insulated granular system -Its oxygen concentration dependence-" Journal of Magnetism and Magnetic Materials. (in press).

H. Fujimori：“Co-Al-O 绝缘颗粒系统中的隧道型巨磁阻 - 其氧浓度依赖性 -”《磁性与磁性材料杂志》。

S. Ohnuma: "High Frequency Magnetic Properties in Metal-Nonmetal Granular Films" Journal of Applied Physics. (in press).

S. Ohnuma：“金属-非金属颗粒薄膜中的高频磁性”应用物理学杂志。