2001 Fiscal Year Annual Research Report
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13555001
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
久保田 均 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (30261605)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮崎 照宣 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60101151)
安藤 康夫 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (60250726)
余 澤中 東北大学, 大学院・工学研究科, 特別研究員
中塩 栄治 SONY(株), 研究員
熊谷 静似 SONY(株), 主任研究員
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| Keywords | 収束イオンビーム / 炭素薄膜 / ケミカルベイパーデポジション / マスクパターン / アルゴンイオンエッチング / 強磁性トンネル接合 / 磁気抵抗効果測定 / 原子間力顕微鏡 |
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| Research Abstract |
本年度は収束イオンビームを用いたサブミクロンスピントンネル接合セルの作製プロセスの確立を中心に行った.スピントンネル磁気抵抗素子の基本である強磁性体(1)/絶縁体/強磁性体(2)積層薄膜をスパッタ法を用いて作製した.基本的な膜構造は,強磁性(1)=Ta/Ni-Fe/Cu/Ni-Fe/Ir-Mn/Co-Fe,絶縁体=Al-0,強磁性体(2)=Co-Fe/Ni-Fe/Taとした.強磁性体(2)上に収束イオンビームをもちいて炭素薄膜を局所的に成長させ微小マスクパターンを形成した.マスクパターンのサイズ,高さをそれぞれ0.1μm〜1μmおよび0.3μm〜1μmの間で変化させた.収束イオンビーム装置のビーム径を最も絞った場合(約0.07μm),0.1μmx0.1μmのほぼ正方形のマスクパターンを再現性良く作製することができた.マスクパターン作製後,酸素イオン照射によりマスクパターン部以外に付着した不要な炭素を除去し,次いで,Arイオンエッチングにより強磁性体(2)をエッチングした.Arイオンの入射角が垂直から15度の場合,炭素マスク側面に再付着が生じた.そこで,入射角度を45度に変えて実験を行ったところ,再付着をなくすことができた.最後に酸素イオン照射により炭素膜を除去した.上記のプロセスを用いて,最小0.1μmxO.1μmの接合面積を持つトンネル接合セルを作製することができた.
接合セルの磁気抵抗効果を測定するため,既設の原子間力顕微鏡(AFM)に励磁用コイルを取り付けた.測定システムの構成上鉄芯を用いずにコイルを作製した.その結果,最大50Oeの磁界を試料に印加することができた.ロックインアンプ,およびデジタルオシロスコープを組み合わせて,磁気抵抗効果測定システムを構築した.
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Research Products
(12 results)
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[Publications] 矢尾板和也: "プラズマ酸化法による低抵抗強磁性トンネル接合の作製"日本応用磁気学会誌. 25. 771-774 (2001)
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[Publications] Andrew C.C.Yu: "High resolution electron microscopy of Al-oxide barriers in magnetic tunnel junctions"Japanese Journal of Applied Physics. 40. 5058-5060 (2001)
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[Publications] Andrew C. C. Yu: "Direct observation of domain structure and magnetization reversal of magnetic thin films using Lorentz transmission electron microscopy"Japanese Journal of Applied Physics. 40. 4891-4895 (2001)
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[Publications] Andrew C. C. Yu: "Lorentz transmission electron microscopy and magnetic force microscopy characterization of NiFe/Al-oxide/Co films"Journal of Applied Physics. 91. 780-782 (2002)
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[Publications] Andrew C. C. Yu: "Microstructural and magnetic characteristics of IrMn exchange-biased tunnel junction"Journal of Magnetism and Magnetic Materials. (in press).
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[Publications] Andrew C. C. Yu: "Effect of Ti seed layer on the magnetization reversal process of Co/NiFe/Al-oxide/NiFe junction films"Journal of Applied Physics. (in press).
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[Publications] X. F. Han: "A self-consistent calculation of intrinsic magnetoelectric properties in magnetic tunnel junctions"J. Magn. Magn. Mater.. 239(in press). (2002)
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[Publications] X. F. Han: "Analysis of intricsic magnetoelectric properties in spin-valve-type tunnel junctions with high magnetoresutance and low resistance"Physical Review B. 63. 224404-17 (2001)
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[Publications] X. F. Han: "A self-consistent calculation and an Anisotropic Wavelength Cutoff Energy of Spin-wave Spectrum in Magnetic Tunnel Junctions"J. Master. Sci. Technol.. 17. 197-202 (2001)
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[Publications] H.Kubota: "Magnetoresistance and Dipole Shift of Ultrasmall Magnetic Tunnel Junctions Characterized by Conducting Atomic Force Microscopy"Japanese Journal of Applied Physics. 41. L180-L182 (2002)
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[Publications] Eiji Nakashio: "Longitudinal bias method using a long distance exchange coupling field in TMR junction"Journal of Applied Physics. 89. 7356-7358 (2001)
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[Publications] Eiji Nakashio: "Flux guide type tunnel-valve head for tape storage applications"IEEE Transaction on Magnetics. (in press).
