| Research Abstract |
今年度は、バリスティック磁気抵抗効果(BMR)の要因の一つであるとされるナノ接合におけるスピン偏極率および磁壁形成の理論的な研究,および,ナノ接合アレイ構造の作製と磁気抵抗の評価を行った.
BMRの要因として,ナノ接合系におけるスピン偏極率の増大およひ接合部に形成される狭い磁壁が挙げられる.今年度は第一原理計算を用いて,強磁性Niナノ接合アレイ構造の接合形状が電子状態に及ぼす影響について理論解析を行い,接合部におけるスピン偏極率および磁気モーメント分布を計算した.その結果,接合部ではバルクNiに比べて,大きなスピン偏極率が得られる可能性があること,また,接合部を外力により引き延ばすことでさらに大きなスピン偏極率が得られる可能性を示唆した.さらに,接合部の交換エネルギーの減少から,磁壁閉じこめが起こり得ることを明らかにした.さらに,マイクロマグネティックシミュレーションを用いて,3次元ナノ接合系における磁壁閉じこめの可能性を議論して,2次元平面形状ナノ接合との比較を行い,接合部への磁壁閉じこめには交換結合の減少が必要であることを明らかにした.
実験的には,グラニュラー構造中間層を持つスピンバブル素子を作製して,磁気抵抗の評価を行った.Ni-SiO_2グラニュラー中間層を作製した結果,粒径が数hmのNiグラニュラー膜が作製出来ていることを確認した.このNi-SiO_2中間層を用いて,スピンバルブ素子の作製を行った.スピンバルブ構造作製を検討した結果,磁化が平行及び反平行状態に制御できる素子を作製した.素子の磁気抵抗を評価した結果,フリー層,ピン層の向きに対応する磁気抵抗を得たものの,その値は1%未満であった.この原因として,膜中の不純物散乱および素子構造が原因と考えられ,今後,磁気抵抗比を向上させるための素子作製条件および素子構造を検討する予定である.
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