一次元金属シリサイドの電子顕微鏡学的研究とスピンデバイスへの応用

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本研究は、Siをベースとしたスピンデバイスの実現に向けて、Si基板上に直接成長し、かつ室温でも磁化したシリサイドナノワイヤの作製条件の探査とスピンデバイスへの応用を目的としている。ワイヤ状にすることで、スピンデバイスにおいて必要な磁化方向の制御が容易になると推察される。ワイヤ形状を作製する基礎基板として、低対称性を有するSi(110)表面を用いた。昨年度、極低温で強磁性体となるFeシリサイドナノワイヤに、少量のCoを添加したFeCoシリサイドナノワイヤが室温以上の自発磁化を有することを明らかにした。本年度は、スピンデバイスへ応用するために、保磁力の異なるもう1種類のシリサイドナノワイヤ、特にスピン分極率を増加させると期待されているMnを利用したFeMnシリサイドについて研究を行った。三元合金化を行うために、清浄化したSi(110)表面にFeとCoを共蒸着した。成長温度が600℃の場合、シリサイドナノワイヤは形成されない。一方、成長温度が700℃の場合、シリサイドナノワイヤが形成される。特に、後者では、電子線ホログラフィーによる磁化状態を評価した結果、FeCoシリサイドナノワイヤと同様、ワイヤ長手方向垂直に磁化していることを明らかにした。以上の結果から、室温以上の自発磁化を有したFeCoシリサイドナノワイヤとFeMnシリサイドナノワイヤの2種類の材料の合成に成功し、今後実際のスピンデバイスへの応用が期待できる。