(金属/絶縁体)不連続人工格子のトンネル型GMRとMFMによる微細磁区構造観察

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(金属/絶縁体)不連続人工格子では、絶縁層を介した磁性金属間にトンネル効果型電気伝導を生じ、また磁場を印加することによって磁気トンネル効果が生じる。トンネル効果、磁気トンネル効果は基礎的観点並びにスピンエレクトロニクス、単電子デバイス等への磁気応用として重要である。更に一方の磁性層を磁性微粒子とすることは、ナノサイズの磁性微粒子の物性を測定することになり、基礎・応用の観点から興味深い。以上のことから次の研究を行った。1. (金属/絶縁体)不連続人工格子の作製(金属/絶縁体)不連続人工格子及びグラニュラー薄膜作製を行うために(Co、パーマロイ/SiO_2O/Co)系不連続人工格子及びグラニュラー膜について、各膜厚、組成比を変化した試料を作製し、構造解析、磁化並びに磁気抵抗測定を行い、トンネル効果の現れる膜厚領域の決定とその磁気特性を明らかにした。2. 原子間力顕微鏡の電流同時測定を用いた、Co島状粒子の磁気トンネル効果の測定磁性金属/絶縁体/磁性金属微粒子構造において、微細な探針を磁気微粒子の上部から接触させ金属微粒子と磁性金属の間に電流を流せば、単一の磁性微粒子が関与する磁気トンネル効果が観測できる。このためには、磁性微粒子状に付着する表面層の除去とクリーニングが重要である。本実験ではCo/SiO_2/Co微粒子三層を試料とし、真空中動作と表面クリーニングによって、トンネル効果の観測を確認した。現在磁場印加による磁気トンネル効果の測定を行っている。3. MFMによる不連続人工格子薄膜の磁区観察MFMによって画像を磁化分布に変換するための伝達関数を明らかにする必要である。その探針を単一磁気双極子として伝達関数を定式化すると共に、実験的に垂直磁気記録媒体を標準試料に用いて伝達関数を求めた(論文発表)。現在その伝達関数を用いて、探針-試料間の画像の距離依存性、記録媒体を試料に用いて観測される磁気クラスターをもとにして表面磁化微細構造の解析を行っている。画像変換法を開発中である。