フェリ磁性体を用いた熱アシストスピン注入磁化反転

使用亚铁磁体热辅助自旋注入磁化反转

• 批准号: 17760251
• 负责人: 加藤 剛志
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17760251/
• 关键词: スピン注入; 熱磁気記録; フェリ磁性; アモルファス合金; ジュール熱; 微細加工; 高速磁化反転; 臨界電流密度

本年度は昨年度に引き続き,極短パルスレーザーによるGdFeCoアモルファス合金膜の磁気ダイナミクス計測,TbFeアモルファス合金を用いた磁気トンネル素子の試作,CoFeB系スピン注入素子の作製とスピン注入磁化反転の確認を行った.(1)1psecのパルス幅の極短パルスファイバレーザー光源を用いた偏光解析装置を作製し,GdFeCo膜の磁気ダイナミクス計測を行った.観測試料はSiN(150nm)/GdFeCo(30nm)/CuAl(100nm)を熱酸化膜付きSi基板上に成膜したものでGdFeCoの組成を変化させた.1.5mJ/cm^2以上のポンプ光を試料に照射することで1psec程度の時間領域で磁化が減少し,その後歳差運動を行いながら緩和していく過程を分解能1psec程度で観測することができた.歳差運動周期は磁場の増大に伴い減少し,緩和定数は磁気補償点近傍で大きくなる結果を得た.(2)Tb_<17>Fe_<83>(20nn)/CoFeB(1nm)/Al-O(1.6nm)/CoFeB(1nm)/Tb_<13>Fe_<87>(20nm)をマグネトロンスパッタリング法により作製し,光リソグラフィーとArイオンエッチングにより磁気トンネル接合に微細加工した.Al層の酸化条件を最適化することで,10μm^2程度の素子で約12%の磁気抵抗変化を得た.現在CoFeB層とTbFe層との交換結合が不十分であるため,今後これを改選することで,大きな磁気抵抗変化が期待される.(3)Ta(5nm)/Cu(5nm)/CoFeB(1.8nm)/Cu(6nm)/CoFeB(10nm)/MnIr(20nm)/CuAl(100nm)/Ta(5nm)を作製し,電子ビーム露光,ECRプラズマによるArイオンエッチングにより140nmx210nm程度の面積のスピン注入用微細加工素子を作製した.パルス幅100msecの電流パルスを印加し、印加後の抵抗値を測定した結果、19mA程度で反平行磁化状態から平行磁化状態に遷移した.見積もられる臨界電流密度はJc=6x10^7Alcm^2となり、過去の報告とおおむね一致した.

This year, the magnetic properties of GdFeFe alloy films were measured in the first half of 2010. The magnetic properties of TbFeFe alloy films were tested in the second half of 2010. The magnetic properties of CoFeB alloy films were determined in the second half of 2010. The magnetic properties of CoFeB alloy films were determined in the second half of 2010. (1)1psec of the polarization spectrum of the optical source is used to measure the polarization spectrum of the GdFeCo film. The composition of the GdFeCo film formed on the SiN(150nm)/GdFeCo(30nm)/CuAl(100nm) thermally acidified Si substrate was changed to 1.5 mJ/cm^2 or more. The magnetization of the sample was reduced in the time domain of 1psec under irradiation with light, and the subsequent differential motion was reduced in the process of decomposition energy of 1psec. The difference motion period increases with the magnetic field decreasing, and the relaxation constant decreases with the magnetic field compensation point increasing. (2)Tb Fe<17>_<83>(20 nm)/CoFeB(1nm)/Al-O(1.6 nm)/CoFeB(1nm)/Tb_<13>Fe_<87>(20nm) was synthesized by the method of micromachining. The optimum acidizing conditions of Al layer were obtained, and about 12% magnetic resistance was obtained. Now the exchange bonding between CoFeB layer and TbFe layer is not very good, but in the future, the magnetic resistance is expected to change. (3)Ta(5nm)/Cu(5nm)/CoFeB(1.8 nm)/Cu(6nm)/CoFeB(10nm)/MnIr(20nm)/CuAl(100nm)/Ta(5nm), electron exposure,ECR, Ar, Si, Si The current amplitude of 100msec was measured at 19 mA and the resistance was measured at 19mA. The critical current density Jc=6x10^7Alcm^2 is consistent with that reported in the past.

项目成果

Thickness Dependence of Exchange Anisotropy for (001) Oriented Mn_<89>Pt_<11>/NiFe Bilayers

(001) 取向 Mn_<89>Pt_<11>/NiFe 双层交换各向异性的厚度依赖性

• 发表时间: 2007
• 期刊: J. Magn. Magn. Mat. 310・2-3
• 作者: D.Hippo;K.Urakawa;Y.Kawata;Y.Tsuchiya;H.Mizuta;N Koshida;S.Oda;K. Yamane;H.Yamaguchi;T.Kume et al.
• 通讯作者: T.Kume et al.

Temperature Dependence of Exchange Anisotropy for (001) Oriented Mn89Pt11/Ferromagnetic Bilayers

(001) 取向 Mn89Pt11/铁磁双层交换各向异性的温度依赖性

• 发表时间: 2007
• 期刊: J. Magn. Magn. Mat 310-2
• 作者: 宮島拓郎;岩尾徹;湯本雅恵;田代真一;田中学;H.Sagisaka;T.Yamato et al.
• 通讯作者: T.Yamato et al.

Exchange anisotropy of (001) oriented Mn_<80>Ir_<20>/NiFe epitaxial bilayers

(001)取向Mn_<80>Ir_<20>/NiFe外延双层的交换各向异性

• 发表时间: 2004
• 期刊: J.Magn.Magn.Mat. 286
• 作者: I.A.Halin;S.Kawahito;T.Kume
• 通讯作者: T.Kume

Perpendicular anisotropy of MBE-grown FePt granular films

• DOI: 10.1016/j.jmmm.2006.10.961
• 发表时间: 2005-04
• 期刊: IEEE Transactions on Magnetics
• 影响因子: 2.1
• 作者: T. Itoh;T. Kato;S. Iwata;S. Tsunashima

Microstructures and Magnetic Properties of the FIB Irradiated Co/Pd Multilayer Films

FIB 辐照 Co/Pd 多层薄膜的微观结构和磁性能

• 发表时间: 2005
• 期刊: IEEE Trans. Magn. 41-10
• 作者: Kamita;O.;Edi Suharyadi et al.
• 通讯作者: Edi Suharyadi et al.