強磁性/反強磁性界面のナノ領域のスピン構造とその制御

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12450126
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 岩田 聡 名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (60151742)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 加藤 剛志 名古屋大学, 工学研究科, 助手 (50303665) ; 綱島 滋 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (80023323)
• Keywords: 反強磁性膜 / 交換異方性 / スピン偏極電気伝導 / スピンバルブ / ブロッキング温度 / ナノ構造 / 磁気固体メモリ

Research Abstract

本年度は,反強磁性/強磁性2層膜の及び強磁性/反強磁性/強磁性3層膜の交換結合について検討するとともに,微小な領域の交換異方性を調べるために集束イオンビームによる磁性薄膜の微細加工,および走査型磁気力顕微鏡による磁区パターンの観察を行ない,下記の結果を得た。
(1) Gaイオンソースの集束イオンビーム加工装置を用いて,CoFeB薄膜を1×1μm^2から0.2×0.2μm^2の磁性ドットに加工して,その磁区パターンを走査型磁気力顕微鏡により観察したところ,1×1μm2のサンプルでは,典型的な還流磁区パターンが見られた。しかし,0.2×0.2μm^2では,磁区は確認できず,単磁区になっているものと考えられる。
(2) NiFe/MnIr2層膜をスパッタ条件をいろいろ変化させて作製し,その交換異方性を測定した。その結果,交換異方性は,基板-ターゲット間距離に大きく依存しており,この距離を長く(120mm)することによって,MnIr層厚が4nmという薄い膜厚まで大きな異方性を得ることができた。
(3) NiFe/NiO/NiFe/CoPt4層構造膜をマグネトロンスパッタで作製し,その磁化ループを詳細に測定した。NiO層は,反強磁性層で,CoPt層は,大きな保磁力をもつ磁性層で,NiFe/CoPt層全体の保磁力を大きくする働きがある。4層膜全体の磁化ループは,2段の形状を示すが,ソフト層のNiFe単層のマイナーループに注目すると,NiFe/CoPt層の磁化方向と同じ方向にループシフトを示した。これは,NiO反強磁性層内のスピン配列が,NiFe/CoPt層の磁化反転とともに反転したことを示す。この界面における交換結合の方向は,成膜中に印加する磁界の方向によって,制御できることも判明した。

Research Products

• [Publications] 高橋泰亮: "交換結合したNiFe/NiO/CoPt積層膜の磁化過程"日本応用磁気学会誌. Vol.24 No.4-2. 623-626 (2000)
• [Publications] T.Takahashi: "Exchange anisotropy in NiFe/NiO/CoPt trilayers"Surface Science. (2001)
• [Publications] T.Kato: "X-ray Magnetic Circular Dichroism of Gd/Fe Multilayers"IEEE Trans.Magn.. Vol.36. (2000)
• [Publications] Y.Ozaki: "Exchange Anisotropy in MBE Grown MnPt/NiFe Bilayers"IEEE Trans.Magn.. Vol.36. (2000)
• [Publications] N.Hashida: "Simulation of thermomagnetic recording using extended Huth's equation"J.Magn.Soc.Jpn.. vol.25. (2001)
• [Publications] K.Sugihara: "Structure and magnetic properties of epitaxial CrPt_3 and Cr_<0.8>Mn_<0.2>Pt_3 alloy films"J.Magn.Soc.Jpn.. vol.25. (2001)
• [Publications] T.Kato: "Magnetic properties of polycrystalline and epitaxial Cr_<1-x>Mn_xPt_3 alloy films"IEEE Trans.Magn.. Vol.37. (2001)