ハーフメタル強磁性体-カーボンナノチューブ接合の作製とスピン状態検出プローブ応用

半金属铁磁材料-碳纳米管结的制备及自旋态检测探针的应用

• 批准号: 17760267
• 负责人: 松田 健一
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Hokkaido 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-17760267/
• 关键词: スピントロニクス; ハーフメタル強磁性体; ホイスラー合金; カーボンナノチューブ; スピン注入; スピン検出; 磁気抵抗素子

本研究では、ハーフメタル強磁性体として注目されているコバルト系ホイスラー合金と、カーボンナノチューブを組み合わせることにより、優れた空間分解能を有するスピン検出プローブを創出することを目的とした。またこのプローブは、微小物質に対し高効率な電子スピン注入を行なうことの出来るスピン注入素子としても利用できるため、近年盛んに研究されているスピントロニクス分野での応用が期待されるものである。これまでの研究で、コバルト系ホイスラー合金が酸化マグネシウム基板上に単結晶成長し、かつ結晶構造が理想的なL21構造になる条件が見出されている。これを踏まえ本年度は1.コバルト系ホイスラー合金のハーフメタル特性を、物性と結晶構造との関連から明らかにする。2.コバルト系ホイスラー合金を強磁性電極に、また酸化マグネシウムを絶縁障壁層に用いた単結晶強磁性トンネル接合を作製し、高いスピン偏極率による高トンネル磁気抵抗効果を実証すること。3.カーボンナノチューブにコバルト系ホイスラー合金電極を接合しその伝導特性を調べること。をおこなった。その結果、合金組成が正確にCo2XYという比率に近づくにつれて大きな自発磁化を持つことを確認し、また結晶構造がL21に近づくほどその特性がさらに強まることも確認した。強磁性トンネル接合では、室温で100%に及ぶ高いトンネル磁気抵抗比を得ることにも成功した。これらの成果により論文雑誌発表21件、国際会議発表16件(うち招待講演3件)、国内学会発表22件を行なうことができた。

This study で は, ハ ー フ メ タ ル strong magnetic body と し て attention さ れ て い る コ バ ル ト department ホ イ ス ラ ー alloy と, カ ー ボ ン ナ ノ チ ュ ー ブ を group み close わ せ る こ と に よ り, superior れ た space decomposition can have す を る ス ピ ン 検 out プ ロ ー ブ を hit す る こ と を purpose と し た. ま た こ の プ ロ ー ブ は, microscopic に し seaborne high working rate な electronic ス ピ ン injection line を な う こ と の out る ス ピ ン injection element child と し て も using で き る た め, in recent years, sheng ん に research さ れ て い る ス ピ ン ト ロ ニ ク ス eset で の 応 with が expect さ れ る も の で あ る. こ れ ま で の research で, コ バ ル ト department ホ イ ス ラ ー alloy が acidification マ グ ネ シ ウ ム substrate に 単 crystal growth し, か つ crystal structure が ideal な L21 tectonic に な が る conditions show the さ れ て い る. Tread こ れ を ま え は this year 1. コ バ ル ト department ホ イ ス ラ ー alloy の ハ ー フ メ タ ル features を と crystal structure and physical properties と の masato even か ら Ming ら か に す る. 2. コ バ ル ト department ホ イ ス ラ ー を strong magnetic alloy electrode に, ま た acidification マ グ ネ シ ウ ム を never try に barrier layer with い た 単 crystallization strong magnetic ト ン ネ ル joint を cropping し, high い ス ピ ン partial pole rate に よ る high ト ン ネ ル magnetic 気 resistance unseen fruit を card be す る こ と. 3. カ ー ボ ン ナ ノ チ ュ ー ブ に コ バ ル ト department ホ イ ス ラ ー alloy electrode を joint し そ の 伝 guide features を adjustable べ る こ と. Youdaoplaceholder0 をお なった. そ の result, alloy composition が correct に Co2XY と い う ratio に nearly づ く に つ れ て big き な since 発 magnetized を holding つ こ と を confirm し, ま た crystal structure が L21 に nearly づ く ほ ど そ の features が さ ら に strong ま る こ と も confirm し た. Strong magnetic ト ン ネ ル joint で は, high room temperature で 100% に and ぶ い ト ン ネ ル magnetic 気 resistance than を る こ と に も successful し た. こ れ ら の results に よ り paper 雑 発 発 table 21, international conference table 16 pieces (う ち to entertain the speech 3 pieces), domestic society 発 table 22 pieces line を な う こ と が で き た.

项目成果

Epitaxial growth of Co_2Cr_<0.6>Fe_<0.4>Al Heusler alloy thin films on MgO(001) substrates by magnetron sputtering

磁控溅射在MgO(001)基底上外延生长Co_2Cr_<0.6>Fe_<0.4>Al Heusler合金薄膜

• 发表时间: 2006
• 期刊: J. Crystal Growth 286
• 作者: K.-i.Matsuda;T.Kasahara;T.Marukame;T.Uemura;M.Yamamoto
• 通讯作者: M.Yamamoto

Structural and magnetic properties of epitaxially grown full-Heusler alloy Co2MnGe thin films deposited using magnetron sputtering

• DOI: 10.1063/1.2170980
• 发表时间: 2006-04-15
• 期刊: JOURNAL OF APPLIED PHYSICS
• 影响因子: 3.2
• 作者: Ishikawa, T;Marukame, T;Yamamoto, M
• 通讯作者: Yamamoto, M

Effect of a MgO interlayer on the structural and magnetic properties of Co_2Cr_<0.6>Fe_<0.4>Al thin films epitaxially grown on GaAs

MgO中间层对GaAs外延生长Co_2Cr_<0.6>Fe_<0.4>Al薄膜结构和磁性能的影响

• 发表时间: 2007
• 期刊: Journal of Applied Physics 101
• 作者: 伊丹恒平;酒井正俊;飯塚正明;中村雅一;工藤一浩;T.Marukame;T.Ishikawa;T.Marukame;H.Kijima;T.Uemura;T.Yano
• 通讯作者: T.Yano

Fabrication of exchange-biased epitaxial magnetic tunnel junctions with a Heusler alloy Co_2Cr_<0.6>Fe_<0.4>Al thin film

Heusler合金Co_2Cr_<0.6>Fe_<0.4>Al薄膜交换偏置外延磁隧道结的制备

• 发表时间: 2006
• 期刊: J. Magn. Magn. Mater. (In Press)
• 作者: Bayle;J.;Lopez;S.;Iwai;K.;Dubreuil;P.;De Sepulveda;P.;T. Ishikawa
• 通讯作者: T. Ishikawa

マグネトロンスパッタ法によるホイスラー合金Co_2Cr_<0.6>Fe_<0.4>Al薄膜のエピタキシャル成長と磁気特性評価

磁控溅射法Heusler合金Co_2Cr_<0.6>Fe_<0.4>Al薄膜外延生长及磁性能评价

• 发表时间: 2005
• 期刊: 日本応用磁気学会誌 29巻・9号
• 作者: T.Uemura T;M.Yamamoto;GOTO Kazutoshi;笠原貴志
• 通讯作者: 笠原貴志