磁性超薄膜のスピン構造制御と高密度ストレージへの応用

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08405024
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 綱島 滋 名古屋大学, 工学部, 教授 (80023323)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 神保 睦子 大同工業大学, 材料科学技術研究所, 助教授 (00115677) ; 岩田 聡 名古屋大学, 工学部, 助教授 (60151742) ; 丹司 敬義 名古屋大学, 理工科学総合研究センター, 助教授 (90125609)
• Keywords: スピン偏極電気伝導 / 磁気光学効果 / 反強磁性膜 / スピンバルブ / ブロッキング温度 / Kerr回転角 / 磁性超薄膜 / 磁気力顕微鏡

Research Abstract

本研究では,超薄膜におけるスピン系のふるまいと膜構造の関係を明らかにするために,実際にスパッタ法や分子線エピタキシ-法で超薄膜を作製し,ソフト磁性,スピン依存電気伝導,磁気光学効果等の観点から,超薄膜の特性評価を行なった.特に,磁気特性と電気伝導を支配する重要なサイズパラメータである磁壁幅,結晶粒サイズ,伝導電子の平均自由行程,フェルミ波長などに注目して解析を進めた.
以下に,本年度に得られた結果をまとめる.
1)スピン偏極伝導に関してさまざまな検討を行った.特に巨大磁気抵抗効果をスピンバルブ膜として磁気ヘッドへ応用することを考え,強磁性層と結合させる反強磁性層の高性能化についてNiO,MnPt膜の成膜条件とブロッキング温度の関係を詳細に検討した.その結果,MnPt膜が実用上,優れた特性を示すことが分かった。
2)MBE法によるRh/Co/Rh超薄膜のエピタキシアル成長を行い,その構造と磁気異方性,磁気光学効果を調べた。Rh/Co系は,Pt/Co系に比べて界面垂直磁気異方性の値は小さいものの,(111)膜ではある程度の大きさの垂直磁気異方性が誘導されることが分かった。また,(100)膜では,全く垂直磁気異方性は誘導されなかった。
3)透過電子顕微鏡による磁区観察をアモルファス薄膜において行ったところ,パ-マロイなどには見られない特異な磁区構造が観察され,アモルファス構造の微細な揺らぎが関係しているのではないかと考えられた。
4)磁気力顕微鏡による磁区構造解析を行った。サンプルとしては,磁界変調で記録を行ったNdGd/FeCo薄膜の光磁気記録磁区を観察したところ,0.2ミクロン程度の磁区まで検出することができた。
5)イオンビーム加工による薄膜磁気回路の作製システムの設計を行い,各部品を発注し,システム全体の調整を行っている。平成9年度には,システムが稼働する予定である。

Research Products

• [Publications] Z.T.Diao: "Electronic Aspect and Giant Manetoresistance in Co/Cu/Co Sandwich Structures" J.Phys. : Condens.Matter. Vol.8. 4959-4970 (1996)
• [Publications] S.Iwata: "Magneto-Optical Spectra on MnPt_3 and Mn_<1-x>Fe_xPt_3 Alloy Films" J.Magn.Soc.Jpn.Vol.20. 427-432 (1996)
• [Publications] R.Imada: "Giant Magnetoresistance Effect in Co-rich NiFeCo/Cu Multilayers" J.Magn.& Magn.Mat.Vol.156. 367-368 (1996)
• [Publications] N.Nishimura: "Transition from In-Plane to Perpendicular Magnetization in MSR Magneto-Optical Disks" J.Appl.Phys.Vol.79. 5683-5685 (1996)
• [Publications] M.Jimbo: "Giant Magnetoresistance Effect and Electric Conduction in Amorphous-CoFeB/Cu/Co Sandwiches" J.Appl.Phys.Vol.79. 6237-6239 (1996)
• [Publications] S.Tsunashima: "Magneto-Optic Applications of Magetic Multilayers" J.Magn.& Magn.Mat.Vol.156. 283-286 (1996)
• [Publications] N.Nishimura: "MSR Media Using In-Plane Magnetization Layers without Readout Bias Magnet" J.Magn.Soc.Jpn.Vol.20. 97-102 (1996)
• [Publications] Z.T.Diao: "Interfacial Roughness,Correlation Length,and Giant Magnetoresistances in NiFeCo/Cu Superlattices" Physical Review B. Vol.53. 8227-8230 (1996)