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自己形成による磁性ナノドットの作製とスピン依存単一電子トンネルの研究

自组装磁性纳米点的制备及自旋相关单电子隧道效应的研究

基本信息

批准号：
02F00798
负责人：
高梨弘毅
金额：
$ 1.54万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

強磁性金属を用いた微小多重トンネル接合では、スピンに依存した単一電子トンネル効果が発現する。このスピン依存単一電子トンネル効果は、次世代の大容量不揮発磁気ランダムアクセスメモリ等のスピンエレクトロニクスデバイスへの応用の可能性を有しており、これまで種々の基礎研究が行なわれてきた。研究代表者らのグループでは、Coナノ粒子がアルミナ母相中に密に分散したグラニュラー薄膜を用いて、単一電子トンネル素子を作製し、その特徴的な振る舞いや新規な現象を明らかにしてきたが、Co-Al-Oグラニュラー薄膜の粒径や粒間距離の分布のために系統的なデータの取得が困難であり、解決すべき問題も少なくない。本研究課題では、島状成長モードを利用したナノスケールの磁性ドットの作製とそのスピン依存単一電子トンネル効果への応用を検討した。Fe(100)単結晶膜上にMgOトンネルバリアをエピタキシャル成長させ、その原子オーダーで平坦な表面上にFeドットの成長を試みた。さらにその上に上部MgOバリアとCo電極をエピタキシャル成長させた。電子顕微鏡で観察された試料構造は極めた平坦であり、磁性ドットと上下電極の距離が良く定義されたものとなっている。このような構造制御性に優れた構造では、明瞭なスピン依存単一電子トンネル効果が発現すると考えられ、実際にその伝導特性の測定において、明瞭なクーロン階段とトンネル磁気抵抗効果の振動現象を観測することができた。クーロン階段から評価したFeドットの帯電エネルギーは電子顕微鏡と走査トンネル顕微鏡によって見積もられた粒子サイズとコンシステントであった。

Ferromagnetic metals are used in the formation of tiny multiple bonds, which depend on the formation of single electrons. The results show that the next generation of large-capacity non-volatile magnetic power generation has the possibility of application of high-capacity non-volatile magnetic power generation, such as high-capacity non-volatile magnetic power generation. The representative researchers found that it was difficult to obtain the system characteristics of particle size distribution and interparticle distance distribution of Co-Al-O thin films by using Co-Al-O thin films with dense dispersion in the parent phase, controlling single electron particles, and vibrating new phenomena. This research topic is to explore the application of the island growth model to the manufacture and application of the magnetic model. Fe(100) single crystal film on the MgO layer growth, atomic layer on the flat surface of the Fe layer growth test The upper part of the MgO layer was removed from the substrate. The electron microscope detects the sample structure, and the distance between the upper and lower electrodes is well defined. The structure of this structure is controlled by the structure of the structure, and it is clear that the structure depends on the electron generation effect. The measurement of the conduction characteristics of the structure is carried out in the process of determining the vibration phenomenon of the magnetic resistance effect. The electron microscope and the electron microscope are used to examine the particles.