2010 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Creation and control of spin current |
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| Project/Area Number |
19048029
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
高橋 有紀子 独立行政法人物質・材料研究機構, 磁性材料センター, 主任研究員 (50421392)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
古林 孝夫 独立行政法人物質・材料研究機構, 磁性材料センター, 主席研究員 (80354348)
宝野 和博 独立行政法人物質・材料研究機構, 磁性材料センター, フェロー (60229151)
大久保 忠勝 独立行政法人物質・材料研究機構, 磁性材料センター, グループリーダー (00242462)
AMMANABROLU Rajanikanth 独立行政法人物質・材料研究機構, 磁性材料センター, 研究員 (40515590)
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| Keywords | ハーフメタル / スピン偏極率 / ホイスラー合金 |
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| Research Abstract |
本研究では強磁性電極の物性と素子構造を詳細に解析し、トンネル型磁気抵抗(TMR),巨大磁気抵抗(GMR)素子で高いMR特性を得るための材料設計指針を提案することを目的とする。具体的には、(1)MR素子の微細構造解析による特性発現のメカニズムの解明する、(2)MR素子用の強磁性電極薄膜のスピン偏極率を点接触アンドレーエフ反射(PCAR)を用いて直接測定し、同時に膜の微細構造観察を行うことにより、高スピン偏極率を示す強磁性電極材料の探索と製膜法を確立することを目的としている。
Co_2FeAlSi/Ag/Co_2FeAlSiの膜構造を持つCPP-GMR素子を作製し、スピン拡散長を考慮したValet-Fertモデルにより界面のスピン非対称性係数(γ)の評価を行った。このCPP-GMR素子は室温で34%、14Kで80%のGMR比、βは室温で0.77、14Kで0.77、室温でのCo_2FeAlSiのスピン拡散長は14Kで約3nmであることが昨年度までに明らかになっている。Co_2FeAlSiとAgの積層回数を変化させることにより見積もった界面抵抗AR_<F/N>は約0.25mΩμm^2で、温度依存はない。また、γは室温で0.77、14Kで0.93と大きいことが明らかになった。実際にCo_<50>Fe_<50>/Agの界面にわずか1nmのCo_2FeAlSiを挿入することでMR比が13.7%から24.6%まで増大した。このことは薄いCO_2FeAlSiの膜厚でも高いMR比が得られることを示しており、高密度化が要求されるハードディスクドライブにおいて、狭ギャップでの高い再生出力が求められる再生ヘッドの材料として有利である。
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