高スピン非対称性鉄－コバルト人工規則合金を用いたトライレイヤ磁気デバイスの開発

本研究は，高スピン分極率をもつ金属人工格子[Fe/Co]n薄膜(以下AML[Fe/Co]n薄膜)と高界面散乱が期待できるFe/Ag界面を作製することで，高感度化につながる高い磁気抵抗比(MR比)を有するシザーズ型トライレイヤー GMRデバイスの開発を行う.理論で示されているもので電流が膜面垂直に流した場合の磁気抵抗の変化は強磁性体の中に存在するスピン依存散乱(β)に加え，より大きな寄与度があると考えられている界面におけるスピン依存散乱がある．しかし，スピン依存界面散乱の程度を示すスピン依存界面抵抗(AR*F/N)とMR変化率との関係性に関する先行研究は，それぞれの材料におけるバンド構造を考慮した理論計算がわずかにあるのみで，実験的な報告例は皆無である．したがって，MR変化率とAR*F/Nとの関係性を実験的に明らかにするため，FeCo合金(Fe濃度100%, 50%, 30%, 0%)を用いた多層膜からスピン依存界面抵抗(AR*F/N)をトライレイヤーCPP-GMRからMR変化率に対するAR*F/Nの依存性を求めた．多層膜では，Fe/Agの界面において最も高い界面抵抗(0.65mΩμm2)が得られ，AR*F/N ~ 2.1 mΩμm2が算出された．また，強磁性体としてAML[Fe/Co]n薄膜と各界面にFe/Agの界面が有するトライレイヤーCPP-GMRで得られたMR比は20%と向上することができた．この抵抗変化(ΔRA )は最も高い6.2 mΩμm2が得られ，この結果は今まで報告されたFeCo合金を用いたCPP-GMRデバイルと比べてもっとも大きな値である．更に，Valet-Fertの解析モデルを用いてその磁気抵抗変化でのAR*F/Nの依存性を定量的に調べることにより，スピン依存界面抵抗がMR変化率を改善するに当たって大きな原因になっていることが明らかとなった．

本研究は，高スピン分極率をもつ金属人工格子[Fe/Co]n薄膜(以下AML[Fe/Co]n薄膜)と高界面散乱が期待できるFe/Ag界面を作製することで，高感度化につながる高い磁気抵抗比(MR比)を有するシザーズ型トライレイヤー GMRデバイスの開発を行う.理論で示されているもので電流が膜面垂直に流した場合の磁気抵抗の変化は強磁性体の中に存在するスピン依存散乱(β)に加え，より大きな寄与度があると考えられている界面におけるスピン依存散乱がある．しかし，スピン依存界面散乱の程度を示すスピン依存界面抵抗(AR*F/N)とMR変化率との関係性に関する先行研究は，それぞれの材料におけるバンド構造を考慮した理論計算がわずかにあるのみで，実験的な報告例は皆無である．したがって，MR変化率とAR*F/Nとの関係性を実験的に明らかにするため，FeCo合金(Fe濃度100%, 50%, 30%, 0%)を用いた多層膜からスピン依存界面抵抗(AR*F/N)をトライレイヤーCPP-GMRからMR変化率に対するAR*F/Nの依存性を求めた．多層膜では，Fe/Agの界面において最も高い界面抵抗(0.65mΩμm2)が得られ，AR*F/N ~ 2.1 mΩμm2が算出された．また，強磁性体としてAML[Fe/Co]n薄膜と各界面にFe/Agの界面が有するトライレイヤーCPP-GMRで得られたMR比は20%と向上することができた．この抵抗変化(ΔRA )は最も高い6.2 mΩμm2が得られ，この結果は今まで報告されたFeCo合金を用いたCPP-GMRデバイルと比べてもっとも大きな値である．更に，Valet-Fertの解析モデルを用いてその磁気抵抗変化でのAR*F/Nの依存性を定量的に調べることにより，スピン依存界面抵抗がMR変化率を改善するに当たって大きな原因になっていることが明らかとなった．