絶縁体上の超平担表面誘起強磁性層の創成とそのスピン依存伝導特性に関する研究

绝缘体上超平坦表面感应铁磁层的形成及其自旋相关传导特性的研究

基本信息

批准号：
17760011
负责人：
水口将輝
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

絶縁体である酸化マグネシウム基板上に強磁性鉄薄膜および酸化マグネシウム超薄膜を積層成長し、その構造と輸送特性の相関を調べた。薄膜の成長は分子線エピタキシ法を用いて行った。酸化マグネシウム基板上に酸化マグネシウム緩衝層を成長した後、強磁性鉄薄膜(膜厚50ナノメートル)を成長し、続いて酸化マグネシウム超薄膜を成長した。強磁性鉄薄膜および酸化マグネシウム超薄膜のエピタキシャル成長を反射高速電子回折により確認した。製膜後の試料を超高真空のまま走査型トンネル顕微鏡を備えたチャンバに搬送し、その表面構造を観察した。顕微鏡観察はタングステン探針を用い、室温、一定電流モードで行った。走査型トンネル顕微鏡による観察の結果、酸化マグネシウム絶縁膜の膜厚が3原子層から5原子層まで増加するに従い、表面の平坦性が増すことが確認された。また、製膜後の熱処理により、表面平坦性が向上することも確認された。これは、強磁性鉄薄膜/酸化マグネシウム超薄膜/強磁性鉄薄膜の強磁性トンネル接合において、熱処理によりトンネル磁気抵抗比が大きく上昇するという実験事実と一致し、この上昇が熱処理による界面構造の平坦化によるものであることを示唆している。さらに、酸化マグネシウム超薄膜の伝導特性を走査型トンネル分光により調べた結果、膜厚3原子層と5原子層の間に一様バリアが形成される臨海膜厚が存在することが分かった。これらの結果により、超平坦な表面有機強磁性層の創成へのてがかりを得ることができた。

在绝缘子，氧化镁底物上层压铁磁铁薄膜和超薄氧化镁膜，并研究了结构和运输特性之间的相关性。薄膜是使用分子束外延生长的。在在氧化镁底物上种植氧化镁缓冲层后，生长铁磁铁薄膜（膜厚度为50纳米），然后是氧化镁薄膜。反射性高速电子衍射证实了铁磁铁薄膜和超薄氧化镁膜的外延生长。将膜形成的样品运输到装有扫描隧道显微镜的腔室中，同时仍处于超高真空中，并观察到其表面结构。在室温和恒定电流模式下使用钨探针进行微观观察。使用扫描隧道显微镜观察证实，随着氧化镁绝缘膜的厚度从3-铝层增加到5-铝层，表面平坦度的增加。还可以证实，膜形成后通过热处理改善了表面平坦度。这与实验事实一致：在铁磁隧道中，铁磁铁薄膜/氧化镁/超薄氧化镁/薄铁磁铁薄膜薄膜，隧道磁磁性比率显着增加，这是由于热处理所致，这表明这种增加是由于热处理界面的平面而导致的。此外，通过扫描隧道光谱研究了超薄氧化镁膜的电导率特性，并发现存在海边膜厚度，其中三个和五个原子层之间形成了均匀的屏障。这些结果提供了一种创建超流动表面有机铁磁层的措施。