2004 Fiscal Year Annual Research Report
繰り返しイオン注入法によるグラニュラー・トンネル磁気抵抗材料の作製
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15560631
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| Research Institution | Musashi Institute of Technology |
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Principal Investigator |
若林 英彦 武蔵工業大学, 工学部, 助教授 (50267340)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鳥山 保 武蔵工業大学, 工学部, 教授 (40016176)
林 伸行 久留米工業大学, 大学院, 教授 (30318612)
坂本 勲 産業技術総合研究所, 光技術研究部門, 主任研究員
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| Keywords | イオン注入 / トンネル磁気抵抗 / グラニュラー / 金属鉄超微粒子 / 超常磁性 / 粒径制御 / アニーリング |
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| Research Abstract |
本研究は、単結晶アルミナ基板に対し、「少量の鉄イオン注入と穏和な条件でのアニーリング」を組にしてこれを繰り返すことにより、単純な一括注入とその後のアニーリングだけでは困難な、中程度の大きさ(3-5nm)の超常磁性鉄微粒子の選択的成長が可能となることを実証し、注入およびアニーリング条件を最適化して優れた特性を示すグラニュラー型トンネル磁気抵抗材料を作製することを目的として行った。昨年度は、繰り返し回数2の場合についてこの方法の効果を確認したので、本年度は、より好適な粒径分布を得るための条件を検討した。
まず、これまで再現性に問題のあったゼロ磁場抵抗の測定法に検討を加え、スパッタ法による電極形成やプローブ接触状態の安定化等により再現性を確保し、形成される微粒子の充填密度の評価をより確実なものとした。
次に注入条件の検討を行い、1回あたりの注入量を減らし、繰り返し回数を増やすことによって、限界総注入量(それ以上注入すると大きな粒子の形成が始まって磁気抵抗(MR)比が悪化する注入量)を増加させられることがが判った。また、その結果、中程度の大きさの粒子をより高密度に形成できるため、MR比を落とさずにゼロ磁場抵抗値を従来に比べて1桁低減することができた。しかしながら、最も好ましい粒径分布を持つと思われる試料においても、MR比はこれまでに得られていた最高値とほぼ同じ値にとどまり、MR比を飽和させる原因が分散状態の他にも存在することが推測された。
アニーリング条件については、その時点の累積注入量によって最適な処理温度および時間が異なる可能性が示唆されたが、系統的な結果を得るには至っていない。
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