2009 Fiscal Year Annual Research Report
ハーフメタル系材料を用いた高効率スピン源の探索と創出
| Project Area | Creation and control of spin current |
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| Project/Area Number |
19048001
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
山本 眞史 Hokkaido University, 大学院・情報科学研究科, 教授 (10322835)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
植村 哲也 北海道大学, 大学院・情報科学研究科, 准教授 (20344476)
松田 健一 北海道大学, 大学院・情報科学研究科, 助教 (80360931)
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| Keywords | スピン源 / ハーフメタル / ホイスラー合金 / スピントロニクス / スピン偏極率 |
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| Research Abstract |
本年度は,スピン偏極率が100%となることが理論的に予測されているハーフメタル系ホイスラー合金のCo_2MnSiおよびCo_2MnGe薄膜のハーフメタル特性に対する,化学量論的組成からのずれの影響を実験的に調べ,以下の知見を明らかにした.
(1)Co_2Mn_αSi電極を用いたエピタキシャル構造のCo_2Mn_αSi/MgO/Co_2Mn_αSi磁気トンネル接合(MTJ)のトンネル磁気抵抗比(TMR比)のMn組成αに対する依存性を実験的に調べた.TMR比は低温4.2Kにおいても,また,室温においても,Mn組成をMn不足側(α<1)からMn過剰側(α>1)のある値まで増加させると共に,増加することが分かった.この結果として,Mn過剰側のα=1.29(Co_2Mn_<1.29>Si)において,4.2Kで1135%,室温で236%の高いTMR比を実証した.
(2)Co_2MnGeについても同様の結果を得た.すなわち,Ge不足側の組成比を有するCo_2Mn_βGe_<0.38>電極におけるMn組成βの値を系統的に変えて作製したエピタキシャル構造のCo_2Mn_βGe_<0.38>/MgO/Co_2Mn_βGe_<0.38> MTJについても同様に,Mn過剰側のβ=1.40(Co_2Mn_<1.40>Ge_<0.38>)において,4.2Kで650%,室温で220%の高いTMR比を実証した.
(3)これらの結果は,ハーフメタル特性を損なうと理論的に指摘されていたCo_<Mn>アンチサイト(MnサイトをCo原子が占める欠陥)の発生がMn過剰の組成にすることによって抑制されるためとして理解された.すなわち,Mh過剰の組成比に設定することによって,ハーフメタル特性の阻害要因となるCo_<Mn>アンチサイトを抑制できることを明らかにした.
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Research Products
(40 results)
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[Presentation] Effect of nonstoichiometry on saturation magnetization of Heusler alloy Co_2MnGe thin films", p.88(C-31), Jan.8-9, 2010(Presented on)2010
Author(s)
Guifang Li, T.Taira, S.Hirata, Y.Honda, K.-i.Matsuda, T.Uemura, M.Yamamoto
Organizer
The Japan Society of Applied Physics Hokkaido Chapter
Place of Presentation
Hokkaido University, Sapporo
Year and Date
2010-01-09
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