人工格子フェリ磁性体による巨大磁気抵抗効果の創出と材料研究

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01460219
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 藤森 啓安 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (60005866)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高梨 弘毅 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (00187981) ; 小尾 俶久 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (80005925) ; 森田 博昭 東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (50005914)
• Keywords: 人工格子 / フェリ磁性 / 磁気抵抗 / スピンフロップ / 鉄カドリニウム系 / 鉄クロム系 / 分子場理論

Research Abstract

1.最終年度である本年度は、スパッタ法で作製されたFe/Gd人工格子の磁気及び磁気抵抗特性の総括を行った。特に、その磁化過程に対してコンピュ-タを用いて分子場理論による計算を行い、実験結果と比較した。計算において、交換相互作用の値はバルクのFe及びGdと同じ値を仮定し、磁気モ-メントの大きさは実験結果を最もよく説明するように決められた。その結果、Feの磁気モ-メントは人工周期の減少とともに減少することが示され,Fe層でアモルファス-結晶転移が起きていることを示唆された。磁化過程の計算結果は実験結果と定性的によく一致し、交換相互作用や磁気モ-メントの大きさなどのパラメ-タを的確に選べば、分子場理
論によって人工確フェリ磁性体の磁気特性をよく説明できることがわかった。また、磁気抵抗に関しても、分子場理論による計算で得られた磁気構造を基に並列電流モデルを用いたシュレ-ションを行い、スピンフロップに伴う縦磁気抵抗と横磁気抵抗の交差現象をうまく説明することが出来た。
2.イオンビ-ムスパッタ法でCo/Gd人工格子を作製し、それらがFe/Gd人工格子と同様なフェリ磁性的な挙動(磁化のスピンフロップ及び補償現象、磁気抵抗の交差現象)を示すことがわかった。更に、Co層とGd層との間にCuなどの非磁性中間層を挿入し、その磁化過程や磁気抵抗がどのように変化するかを現在研究中である。
3.本研究との関連課題として、Fe/Cr人工格子の巨大磁気抵抗に関する基礎研究を行い、界面の乱れと磁気抵抗の大きさには強い相関があること、Cr層におけるフェルミ面の上下がCr層を介したFe層間交換相互作用に大きな影響を与えることを見出した。

Research Products

• [Publications] Yoshihisa Obi: "Advanced experimental study on giant magnetoresistance of Fe/Cr superlattices by rfーsputtering" J.Magn.Magn.Mater.(1992)
• [Publications] Koki Takanashi: "Relationship between Magnetoresistance and Lattice Uncertainty at the Interface in sputtered Fe/Cr Multilayer Films" J.Phys.Soc.Jpn.(1992)
• [Publications] Koki Takanashi: "Megnetization and Magnetoresistance of Fe/Gd Ferrimagnetic Multilayer Films" J.Phys.Soc.Jpn.(1992)
• [Publications] 高梨 弘毅: "層間結合長周期フェリ磁性人工格子の磁化過程と磁気抵抗" 日本金属学会報. 31. (1992)