プレーナ型強磁性トンネル接合を用いた集積磁気メモリの設計

使用平面铁磁隧道结的集成磁存储器设计

• 批准号: 13025221
• 负责人: 竹村 泰司
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Yokohama National University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13025221/
• 关键词: 磁気メモリ(MRAM); トンネル磁気抵抗効果; 強磁性トンネル接合; 原子間力顕微鏡(AFM); クローンブロッケイド

フォトリソグラフィ、及び電子ビームリソグラフィによりパターン加工したNi薄膜を原子間力顕微鏡(AFM)局所酸化法によりバリア部分を直接加工し,プレーナ型Ni/NiO/Ni強磁性トンネル接合を作製することを試みた.この実験を遂行するにあたり,AFM局所酸化法を用いたナノ酸化物の形成条件や形成過程に関して以下の知見を得た.(1)電界解析法を用いてAFM局所酸化における印加電圧依存性を解析した.その結果,10^<-7>V/m程度の電界強度が酸化しきい値であることが明らかとなった.(2)微細な加工を実現するためには曲率半径の小さいカンチレバーを用いることが有効であり,カーボンナノチューブを備えたカンチレバーなどは超微細加工に有効であることが示唆された.電気的特性の良好なプレーナ型強磁性トンネル接合の実現には至っていないが,リソグラフィによるパターン加工を含め試料作製プロセスをほぼ確立することができた.微小プレーナ型強磁性トンネル接合におけるクーロンブロッケイド領域での電流電圧特性,TMR効果,それらのゲート電圧依存性などをモンテカルロ法により解析し,電極サイズが電流電圧特性,トンネル磁気抵抗効果(TMR)特性に与える影響を検討した.また,これまではキャパシタンス結合型強磁性トンネル接合を基準に特性評価や素子設計を行ってきたが,固定電荷の影響を受けにくいために動作点の変動が抑制されることが期待される抵抗結合型強磁性トンネル接合3端子素子を提案するとともに,その基礎特性を明らかにした.

The Ni thin film is processed by atomic force microscopy (AFM). The Ni/NiO/Ni ferromagnetic bond is prepared by direct processing of the Ni thin film. The following observations were made on the formation conditions and processes of acidified compounds by AFM. (1)The electric field analysis method is used to analyze the electric voltage dependence of AFM. As a result, <-7>the electric boundary strength of 10 ^ V/m is acidified. (2)This shows that micro-machining can be achieved by using a small radius of curvature, and that ultra-micro machining can be achieved by using a small radius of curvature. Good electrical properties of the ferromagnetic-type bonding process, including the preparation of the sample, and the establishment of the sample. The current voltage characteristics of the micro-type ferromagnetic material in the bonding region,TMR effect, and the influence of the electrode on the current voltage characteristics, TMR effect are discussed. In this case, the basic characteristics of the bonded ferromagnetic element are evaluated and the influence of fixed charge is suppressed.

项目成果

J.Shirakashi, Y.Takemura: "Resistively coupled ferromagnetic single-electron transistors"Journal of Applied Physics. (印刷中). (2002)

J.Shirakashi、Y.Takemura：“电阻耦合铁磁单电子晶体管”应用物理学杂志（出版中）。