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スピンバルブ型バリスティックMR薄膜の作製

Research Project

Project/Area Number 15656078
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Electronic materials/Electric materials
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

角田 匡清  東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (80250702)

Project Period (FY) 2003 – 2004
Project Status Completed (Fiscal Year 2004)
Budget Amount *help
¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2003: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000)
Keywords交換磁気異方性 / スピンバルブ / 磁性薄膜 / ナノコンタクト / バリスティックMR / トンネル障壁膜 / 磁気抵抗効果
Research Abstract

2つの強磁性体のナノコンタクトで観測されるバリスティック磁気抵抗(BMR)効果を解明・実用化するためには、電子伝導の量子化が発現するナノメートルオーダーの電流の絞込み領域を完全に制御して形成することが最も重要な技術である。本研究の第一目的は、極薄絶縁膜面内へのナノメートルオーダーの導電領域(ナノコンタクトホール:NCH)の均一形成手法を開発し、強磁性層/NCH絶縁層/強磁性層/反強磁性層の基本4層構成からなるスピンバルブ型バリスティックMR薄膜を作製することにある。NCHを有するスピンバルブ素子において、BMR効果を観測するためには、素子面積内にNCHの存在数を1〜数個のオーダーとするために、素子サイズを数十nmのサイズに加工する必要がある。同時に、そのような微細素子においても反磁界に抗して2枚の強磁性層の磁化の平行/反平行配列を確実に制御する必要がある。
本年度は数十nmサイズの素子加工を行うためのハードマスクとしての30nm径のC(カーボン)ピラーの成長技術を、電子ビーム援用CVD法によって確立した。また、数十nmサイズのスピンバルブ素子の固定層磁化の固着能力を確保するために、巨大な一方向異方性定数を発現できるMn_3Ir合金を新たな反強磁性層材料として開発した。さらにNCH形成のために、MgO絶縁膜の初期成長過程をconductive AFM法を用いて詳細に検討を行い、膜厚0.8nmを境にMgO膜が二次元連続状に変化するために、強磁性ピンホールが消失することを明らかにした。現時点ではスピンバルブ素子でのBMR効果の観測には至っていないが、本研究成果を統合した数十nmサイズのスピンバルブ型MR素子の実現によって、再現性の高いBMR効果の観測が期待できる。

Report

(2 results)
  • 2004 Annual Research Report
  • 2003 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2005 2004 Other

All Journal Article (5 results) Publications (1 results)

  • [Journal Article] 30nm-Scale-Fabrication of Magnetic Tunnel Junctions Using EB Assisted CVD Hard Maska2005

    • Author(s)
      S.Isogami
    • Journal Title

      IEEE Transaction on Magnetics (発表予定)

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] トンネル接合膜のTMR特性に及ぼすAl-N絶縁層へのイオン照射の効果2005

    • Author(s)
      角田匡清
    • Journal Title

      日本応用磁気学会誌 (発表予定)

    • NAID

      10013768977

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] 強磁性/反強磁性積層膜の交換磁気異方性-反強磁性層の磁気異方性とその役割-2004

    • Author(s)
      角田匡清
    • Journal Title

      日本応用磁気学会誌 28

      Pages: 55-65

    • NAID

      110002809662

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Giant exchange anisotropy observed in Mn-Ir/Co-Fe bilayers containing ordered Mn_3Ir phase2004

    • Author(s)
      K.Imakita
    • Journal Title

      Applied Physics Letters 85巻17号

      Pages: 3812-3814

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Local transport properties of Co-Fe/Al-O/Co-Fe tunnel junctions with high thermal stability2004

    • Author(s)
      Tae Sick Yoon
    • Journal Title

      Journal of Magnetism and Magnetic Materials 284

      Pages: 330-335

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Publications] 角田匡清: "強磁性/反強磁性積層膜の交換磁気異方性-反強磁性層の磁気異方性とその役割-"日本応用磁気学会誌. 28. 55-65 (2004)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report

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Published: 2003-04-01   Modified: 2016-04-21  

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