微細加工した交換結合二層膜の磁区構造と磁化過程

微加工交换耦合双层薄膜的磁畴结构及磁化过程

• 批准号: 14702034
• 负责人: 加藤 剛志
• 金额: $ 13.81万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14702034/
• 关键词: 交換結合二層膜; 微細加工; 磁区構造; 磁化過程; 固体磁気メモリ; 集束イオンビーム; 磁気力顕微鏡; X線光電子顕微鏡; 磁気固体メモリ; 熱磁気記録

熱磁気記録可能な超高密度磁気ランダムアクセスメモリ(MRAM)を開発するためには微細加工した交換結合膜の磁区構造と磁化過程を十分理解する必要があり,前年度までの反強磁性層を上部に堆積したtop型の結果をふまえ,今年度はbottom型(反強磁性層の上部に磁性層を堆積)についての検討を行った.Si基板上にRFマグネトロンスパッタ法を用いてSiN, NiFeを下地層とするCoFeB/MnIr二層膜を作製した.微細加工前の磁気特性を交番磁界勾配型磁力計により測定し,交換結合エネルギーは0.12erg/cm^2と十分大きな値を有していることが分かった.この膜を集束イオンビームを用いて正方形,長方形,円,楕円等に微細加工した.加工寸法は磁気力顕微鏡,X線光電子顕微鏡において観測が容易な400nm〜5μmの範囲で作製した.磁気力顕微鏡において観察したCoFeB/MnIrの磁区構造は1:2以上のアスペクト比の長方形ではSまたはC磁区構造が,楕円形では単磁区構造が観察された.円偏光軟X線を用いた光電子顕微鏡でCoおよびMnのスピン構造を観察した.これによるとCoは300nm程度の不規則な磁区構造を取っていることが分かった.MnのX線顕微鏡像においてCoと同一の磁区構造が観察され,反強磁性のMnIrもCoと隣接することにより界面で強磁性的なスピン配列が現れることが分かった.さらに,Mnのスピンの向きはCoに対して反平行であることが分かった.このMnの磁気コントラストは強磁性CoFeB層に接する界面のMnのスピン再配列のために現れているものと考えられる.

Thermomagnetic 気 record may な super-high density magnetic 気 ラ ン ダ ム ア ク セ ス メ モ リ (MRAM) を open 発 す る た め に は microfabrication し た exchange combined with membrane structure の magnetic と を magnetization process very understanding す る necessary が あ り, before the annual ま で の against strong magnetic upper layer を に accumulation し た type top の results を ふ ま え, our は bottom type (against strong magnetic Upper の に magnetic layer を accumulation) に つ い て の 検 line for を っ た. Si substrate に RF マ グ ネ ト ロ ン ス パ ッ を タ method with い て SiN, NiFe を formation under と す る し the CoFeB/MnIr layer membrane を cropping た. Before the microfabrication of magnetic 気 の を / magnetic world's hook matches magnetometer に よ り し, exchange combination エ ネ ル ギ ー は erg 0.12 / cm ^ 2 very big き と な numerical を have し て い る こ と が points か っ た. こ の membrane を cluster イ オ ン ビ ー ム を with い て square, rectangle, has drifted back towards &yen;, 楕 has drifted back towards &yen; such as に microfabrication し た. The <s:1> magnetic force 顕 micromirror and X-ray photoelectron 顕 micromirror にお て観 て観 measurement が is easy to な400nm to 5μm <s:1> range 囲で fabrication た. Magnetic force 気 顕 micromirror に お い て 観 examine し た CoFeB/MnIr の magnetic structure above は 1:2 の ア ス ペ ク ト than の rectangle で は S ま た が は C magnetic area construction, 楕 has drifted back towards &yen; form で は 単 magnetic structure が 観 examine さ れ た. Has drifted back towards &yen; polarized soft X-ray を with い た photoelectron 顕 micromirror で Co お よ び Mn の ス ピ ン tectonic を 観 examine し た. こ れ に よ る と Co は irregular degree of 300 nm の な magnetic structure を take っ て い る こ と が points か っ た. Mn の X-ray 顕 micro mirror に お い て Co と same の magnetic structure が 観 examine さ れ, the strong magnetic の MnIr も Co と 隣 す る こ と に よ り interface で strong magnetic な ス ピ ン match column が now れ る こ と が points か っ た. さ ら に, Mn の ス ピ ン の to き は Co に し seaborne て antiparallel で あ る こ と が points か っ た. こ の Mn の magnetic 気 コ ン ト ラ ス ト は strong magnetic layer CoFeB に す る interface の Mn の ス ピ ン with column の た め に now れ て い る も の と exam え ら れ Youdaoplaceholder0.

项目成果

T.Koyama: "Simulation of thermomagnetic recording process using magnetic field modulation method"Trans. Magn. Soc, Jpn.. 2-4. 271-272 (2002)

T.Koyama：“利用磁场调制方法模拟热磁记录过程”Trans。

T.Koyama: "Simulation of high density thermomagnetic recording process with magnetic field modulation method"Proc.of SPIE. 5060. 95-98 (2003)

T.Koyama：“用磁场调制方法模拟高密度热磁记录过程”Proc.of SPIE。

T.Kume: "Exchange anisotropy of MBE grown Mn1-xPtx/NiFe bilayers with (001) orientation"J.Magn.Magn.Mat.. (2004)

T.Kume：“MBE 生长的 Mn1-xPtx/NiFe 双层（001）取向的交换各向异性”J.Magn.Magn.Mat.. (2004)

T.Kato: "Magnetic Circular Dichroism of Polycrystalline (Mn_<1-x>Cr_x)Pt_3 and Epitaxial CrPt_3 Alloy Films"Trans. Magn. Soc. Jpn.. 2-2. 98-103 (2002)

T.Kato：“多晶(Mn_<1-x>Cr_x)Pt_3和外延CrPt_3合金薄膜的磁圆二色性”Trans。

T.Kato: "Magnetic anisotropy of MBE grown MnPt_3 and CrPt_3 ordered alloy films"J.Magn.Magn.Mat.. (2004)

T.Kato：“MBE 生长的 MnPt_3 和 CrPt_3 有序合金薄膜的磁各向异性”J.Magn.Magn.Mat.. (2004)