高スピン分極率を有するホイスラー合金薄膜の構造と磁気・伝導特性

高自旋极化率Heusler合金薄膜的结构及磁导性能

• 批准号: 18760537
• 负责人: 高橋 有紀子
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: National Institute for Materials Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18760537/
• 关键词: スピン分極率; ホイスラー合金; トンネル型磁気抵抗

本研究では磁気ランダムアクセスメモリやハードディスクドライブの再生ヘッドで必要とされる高いトンネル型磁気抵抗(TMR)比を示すMagnetic Tunnel Junction (MTJ)を実現するために、Co基ホイスラー合金薄膜の作製と点接触アンドレーエフ反射を利用したスピン分極率測定を行う。実験的に高いスピン分極率が得られた材料を用いて、高いTMR比を実現することを最終的な目的としている。昨年度に引き続きCo基ホイスラー合金に第4元素を添加することにより高いスピン分極率を示すホイスラー合金の探索を行った。その結果、Co_2Ti_xMn_<1-x>Sn系でx=0.25のときにスピン分極率が0.65、 Co_<2-x>Fe_xCrGa系でx=0.05のときに0.65が得られた。この値はハーフメタルの予想に反して低いものであったが、Co基ホイスラー合金のPCAR法により得られたスピン分極率の中では最も高いものである。Co_2Ti_xMn_<1-x>Sn系のスピン分極率の増加は、E_fの制御によるものと考えられる。計算によるとCo_2MnSnのEfはバンドギャップの右端に存在するが、MnをTiで置換していくとEfレベルがギャップ中央へシフトする。そのため不規則構造の存在によりバンドギャップ付近に余分な状態ができても、Efがギャップの中央へシフトしたことにより、その影響を受けにくくなったためと考えられる。Co_<2-x>Fe_xCrGa系のスピン分極率の増加はEfレづルの↑スピンの状態密度の増加によるものと考えている。昨年度開発したスピン分極率の高い材料であるCo_2CrFeSiを用いたTMR素子の作製も試みた。しかし、MgO基板とのミスフィットが大きいために平坦な界面が実現しておらず、TMR比も低い値にとどまっている。今後下地層を検討することにより0.2nm以下の平坦な界面が実現できれば高いTMR比が期待される。

This research is based on the magnetic field of magnetic field regeneration.ドでNecessary とされる高いトンネル type magnetic resistance (TMR) ratio を Show す Magnetic Tunnel Junction (MTJ) is made of thin films of Co-based alloys and point-contact reflective materials are measured using the polarization rate of Tunnel Junction (MTJ). The high polarization rate and high TMR ratio of the material are the same as the final purpose. Last year's に cited き続きCo-based ホイスラーalloy に 4th element を added することにより高いスピンpolarization rateをshowsすホイスラーAlloyのExplorationを行った. As a result, Co_2Ti_xMn_<1-x>Sn series, the polarization rate of Co_2Ti_xMn_<1-x>Sn is 0.65, Co_<2-x>Fe_xCrGa series でx=0.05のときに0.65が得られた.この値はハーフメタルの意为にcounterしてlowいものであったが、Co-based ホイスラーThe PCAR method of alloys is used to obtain the highest and highest polarization rates. Co_2Ti_xMn_<1-x>Sn system is a polarization rate のincrease plus は, E_f のcontrol によるものとtest えられる. Calculate the right end of the Co_2MnSn Ef and the right end of the calculationが、MnをTiでsubstitutionしていくとEfレベルがギャップ中へシフトする.そのためIrregular structure のexistent によりバンドギャップpay Nearly に remaining points なState ができても、Efがギャップの中へシフトしたことにより, その Impact けにくくなったためと卡えられる. Co_<2-x>Fe_xCrGa system has a high polarization rate and a high density of state. Last year, the material Co_2CrFeSi with high polarization rate was developed and tested using TMR element.しかし、MgO substrate とのミスフィットが大きいためにflat The interface is clear and the TMR ratio is low. From now on, we are looking forward to the development of flat interfaces below 0.2nm and high TMR ratios in the lower strata.

项目成果

C_O2MnxFe_l-xSiホイスラー合金の構造とスピン分極率

C_O2MnxFe_l-xSi Heusler合金的结构和自旋极化率

• 发表时间: 2007
• 作者: A. Rajanikanth;D. Kande; Y. K. Takahashi and K Hono;中谷友也;S. Varaprasad;T.M. Nakatani;中谷友也
• 通讯作者: 中谷友也

High spin polarization in a two phase quaternary Heusler alloy Co_2MnAl_o.5Sn_0.5

两相四元霍斯勒合金Co_2MnAl_o.5Sn_0.5的高自旋极化

• 发表时间: 2007
• 期刊: Journal of Applied Physics 1021
• 作者: A. Rajanikanth;D. Kande; Y. K. Takahashi and K Hono
• 通讯作者: Y. K. Takahashi and K Hono

ホイスラー合金それを用いたTMR素子又はGMR素子

使用Heusler合金的TMR元件或GMR元件

• 发表时间: 2006

The enhancement of spin polarization of Co_2MnSn by Fe doping

Fe掺杂增强Co_2MnSn自旋极化

• 发表时间: 2008
• 期刊: Journal of Applied Physics (印刷中)
• 作者: A. Rajanikanth

Spin polarization of C_o2Mn_l-xFe_xSn alloy

C_o2Mn_l-xFe_xSn合金的自旋极化

• 发表时间: 2007
• 作者: A. Rajanikanth;D. Kande; Y. K. Takahashi and K Hono;中谷友也;S. Varaprasad;T.M. Nakatani;中谷友也;A. Rajanikanth
• 通讯作者: A. Rajanikanth