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磁性ナノ導通経路における巨大磁気抵抗スイッチング現象の機構解明と制御

磁性纳米导电路径中巨磁阻开关现象的机理与控制

基本信息

批准号：
13J03342
负责人：
大塚慎太郎
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Kansai 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

電極に強磁性体を用いた“Ni/TiO2/Pt”と“Ni/HfO2/Pt”という2種類の抵抗変化メモリを作製し、磁気抵抗効果、透過型電子顕微鏡を使った断面観察、抵抗の温度依存性による評価から導通フィラメントの構造解明を試みた。Ni/TiO2/Pt構造においては、ユニポーラー型のスイッチングが観測され、低抵抗状態では異方性磁気抵抗効果が観測された。この結果はフィラメントが強磁性体で形成されていることを示唆する。スイッチング後の素子の断面観察からは、TiO2層の内部にニッケルが拡散していることが明らかとなった。また、低抵抗状態の抵抗の温度依存性は金属的性質を示した。これらの結果は拡散したニッケルが金属強磁性体フィラメントを形成していることを強く示唆する結果である。Ni/HfO2/Pt構造においては、TiO2素子の場合とは異なりバイポーラー型のスイッチングが観測された。SET動作のときに設定する電流コンプライアンスの条件によって、酸素欠損フィラメントと強磁性ニッケルフィラメントという組成の異なる電流パスが形成されることが、異方性磁気抵抗効果から明らかとなった。また、それら2種類の導通フィラメントは異なる温度特性を示すことも明らかとなった。この結果は、電流コンプライアンスによってフィラメントの組成を制御できるデバイスの作製に繋がるものである。本研究では、強磁性体を電極として使った抵抗変化メモリが、磁気抵抗効果を有することを明らかにした。これらの成果は、電気的に制御する抵抗変化メモリに磁気的性質を加えることが可能であることを示すものである。

Electrode ferromagnetic material used in the "Ni/TiO2/Pt" and "Ni/HfO2/Pt" and "2 kinds of resistance to change the control, magnetic resistance effect, transmission type electron microscope to make cross-section observation, resistance temperature dependence of the evaluation, conduction and structural analysis of the test. Ni/TiO2/Pt structure is characterized by low resistivity and anisotropic magnetic resistivity. As a result, the formation of ferromagnetic materials was observed. The inner part of the TiO2 layer is covered with a thin layer of titanium. The temperature dependence of the resistance in the low resistance state is shown by the properties of the metal. The result is that the metal ferromagnetic material is formed in a strong state. Ni/HfO2/Pt structure is different from TiO2 element in different cases. Set the conditions for current loss during SET operation, such as the formation of anisotropic current loss due to the formation of anisotropic magnetic resistance due to the formation of anisotropic current loss due to the formation of anisotropic magnetic resistance. The temperature characteristics of two kinds of conductive materials are shown in the table below. As a result, the composition of the current generator is controlled by the current generator. In this study, the ferromagnetic material electrode is used to make the magnetic resistance change. The result of this is that the resistance of the magnetic field is increased.