2002 Fiscal Year Annual Research Report
軟磁性合金との複合微細パターン化によるグラニュラー磁気抵抗センシング材料の開発
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12555183
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
高梨 弘毅 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (00187981)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小林 伸聖 (財)電気磁気材料研究所, 研究員 (70205475)
嶋 敏之 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (50261508)
三谷 誠司 東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (20250813)
大沼 繁弘 (財)電気磁気材料研究所, 主任研究員 (50142633)
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| Keywords | 磁性薄膜 / 磁性細線 / 3次元人工超格子 / 自己組織化 / 原子ステップ / 薄膜成長 / 磁気機能性 / ナノテクノロジー |
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| Research Abstract |
トンネル磁気抵抗を示すグラニュラー薄膜を軟磁性金属のギャップに埋め込んだ「Granular-In-Gap(GIG)構造」薄膜では、軟磁性金属層からの大きなもれ磁束がグラニュラー薄膜に作用することによって低磁場で大きな磁気抵抗比が得られる。このGIG構造薄膜は高感度の磁気センシング素子として応用が期待されるが、これまで物質および構造の検討は十分ではなかった。そこで本研究では、これまでのGIG構造薄膜をさらに発展させ、最適な物質系の組み合わせや、最適化された微小構造パターンを探索することにより、実用化を目指した研究を展開した。
最終年度である14年度には、まず、これまでの研究をさらに進めることを行い、フッ化物系のグラニュラー薄膜とパーマロイを用いたGIG構造および類似の微小構造を作製し、磁気抵抗効果の碗場感度等の特性を詳しく調べた。素子構造作製プロセス中の細かなパラメータが、素子抵抗や結果的に磁気抵抗比に影響を与えており、作製プロセスの詳細な検討が重要であることが分かった。同時に、素子周辺の電気回路の検討や、素子と回路の全体特性の最適化等も検討した。
種々の微細加工パターンと磁気抵抗特性との相関についても実験・考察した。光リソグラフィーや電子線リソグラフィーにより、最小で50nm角程度までの微小パターンを作製することも試みた。結果的には、予想外の特性や特別に有効な微小パターンというものは見い出されず、大旨、簡単な磁界計算の範囲で素子構造設計ができることがあきらかになった。
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[Publications] K.Yakushiji: "Tunnel magnetoresistance oscillations associated with Coulomb staircases in insulating granular systems"Journal of Physics D. 35. 2422-2426 (2002)
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[Publications] N.Tanaka: "High-angle annular dark-field scanning transmission electron microscopy and electron energy loss spectoscopy of nano-granular Co-Al-O alloys"Scripta Materialia. 48. 909-914 (2003)
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[Publications] S.Mitani: "Fe/MgO/FeCo(100) epitaxial magnetic tunnel junctions prepared by using in-situ plasma oxidation"Journal of Applied Physics. (in press). (2003)
