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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

高自旋不对称铁钴人工有序合金三层磁性器件的研制

基本信息

批准号：
13J05796
负责人：
鄭鎭源
金额：
$ 1.77万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

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．

In this paper, we study the development of high sensitivity, high magnetic resistance ratio (MR ratio), high interface scattering, high metal artificial lattice [Fe/Co] n thin films (AML[Fe/Co]n thin films) and high Fe/Ag interface control. The theory shows that the magnetic resistance changes when the current flows perpendicular to the film surface. The magnetic resistance changes when the ferromagnetic material exists. The magnetic resistance changes when the current flows perpendicular to the film surface. A preliminary study on the relationship between the dependent interface resistance (AR*F/N) and MR conversion rate was carried out to show the degree of dispersion of the dependent interface. The theoretical calculation of the dependent interface resistance (AR*F/N) and MR conversion rate was carried out. The relationship between MR conversion ratio and AR* F/N is discussed in detail. FeCo alloys (Fe concentration 100%, 50%, 30%, 0%) are used in multilayer films. AR * F/N is the dependence of MR conversion ratio. For multilayer films, the Fe/Ag interface has the highest interfacial resistance (0.65 m Ωμm2), AR*F/N ~ 2.1 mΩμm2 is calculated. The ferromagnetic AML[Fe/Co]n thin film has an Fe/Ag interface ratio of 20%. The resistance (ΔRA ) is 6.2 mΩμm2, which is the highest value. The results are reported in this paper. In addition, Valet-Fert's analysis of the magnetic field resistance of the AR*F/N dependence on the use of a quantitative adjustment of the interface resistance of the AR*F/N dependence on the use of a large number of reasons for the improvement of the MR ratio.