プロチウムをドープした合金薄膜多層膜の磁性と伝導性

• Project/Area Number: 10148220
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 山本 雅彦 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30029160)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鎌田 康寛 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (00294025) ; 角田 直人 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (20029200)
• Project Period (FY): 1998
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1998)
• Budget Amount: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000); Fiscal Year 1998: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
• Keywords: 薄膜 / 多層膜 / 人工格子 / プロチウム / 磁性 / 伝導性

Research Abstract

金属多層膜は,積層効果と界面効果の発現により,優れた特性を発揮することが期待されている.本研究では,これら多層膜にブロチウムをドーブし,新物性の発現を目指して行った.本年度は,特に磁性と電気伝導性に着目し,水素化希土類薄膜をスペサ一層として2つの強磁性遷移金属薄膜で挟んだ3層膜の磁性と伝導性について調べた.今回はLa単層膜と水素化[Co/La/Co]3層膜の磁性と伝導性の実験結果について報告する.
La(200nm)薄膜の電気抵抗測定による水素化の実験では,Ar雰囲気中に水素ガスを導入すると電気抵抗が上昇し,約7分後にピーク値をとり,その後減少した.抵抗の減少は徐々に緩やかになり,2時間後にはほぼ一定となった.水素化初期の電気抵抗の上昇は,水素がLa中に固溶し,αLa-H相が形成したためと考えられる.
3層膜の基本設計はcap-Cu(3nm)/Co(5nm)/X(3nm)/Co(10nm)/glassとし,スペーサ一層のXとして巨大磁気抵抗効果が出現するCu,未水素化La,6時間水素化したLaの3種類を用いた.水素化中の電気抵抗は,La膜の場合と異なり,水素ガス導入後から電気抵抗が上昇し始め,6時間後においても上昇傾向は続いた.比抵抗は水素化前より3%大きくなった.磁気抵抗効果の測定では,スペーサー層がCuの場合,室温で約0.8%の変化率が得られた.スペーサ一層がLaの場合,変化率,反転磁場ともCuの場合に較べて減少した,このことから,Co/La系はCo/Cu系と比較してGMR効果は小さく,層間交換結合も弱いと考えられる.スぺーサ一層のLaを水素化すると,変化率及び反転磁場は未水素化の試料に較べてさらに減少し,変化率に関しては符号が反対に変わった.変化率の減少は,水素化によりスペーサ一層のLaの電子状態が変化し,スピン依存散乱の割合が減少したためであると考えられる.符号の逆転は,Co層が持つ異方的磁気抵抗(AMR)効果と関係していると考えられる.