2016 Fiscal Year Annual Research Report
ホイスラー合金膜を用いた実用スピントロニクス素子の開発
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16H07436
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
中谷 友也 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 磁性・スピントロニクス材料研究拠点, 主任研究員 (60782646)
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| Project Period (FY) |
2016-08-26 – 2018-03-31
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| Keywords | ホイスラー合金 / ハーフメタル / 巨大磁気抵抗 / 磁気センサー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
様々な組成のホイスラー合金の単結晶薄膜および多結晶薄膜を用いて、面直電流巨大磁気抵抗（CPP-GMR）素子を作製し、合金組成、薄膜の微細構造と磁気抵抗（MR）出力の関連を調査した。その結果、300Cのアニール温度において、Co2(Mn,Fe)Ge合金が多結晶薄膜において最大のMR出力を示すことが確認された。X線回折や放射光を用いた異常分散X線回折により多結晶Co2(Mn,Fe)Geの規則構造を評価した。結晶下地層の上のCo2(Mn,Fe)Ge膜はB2規則であり、その規則度はせいぜい50％であることがわかった。次に、他グループによって報告されている、極薄CoFeBTa下地層挿入によるCPP-GMRの増大メカニズムについて調査した。アモルファスCoFeBTa下地上にCo2(Mn,Fe)Ge膜を作製することにより、MR変化量が30％増大するが、その際にB2規則度がCoFeBTaを挿入しない場合の規則度50％に対し、CoFeBTa挿入によって規則度が75％まで改善されることによる効果であることがわかった。これはアモルファス上に作製されたホイスラー合金膜がナノ結晶状態からアニールにより配向多結晶に再結晶する際に、規則化が進展する効果によるものだと考えられる。以上の結果は300Cアニールにおけるものであるが、アニール温度を400Cに上げるとむしろMR変化量が低下する、この時B2規則度も低下する。この理由は現在不明であるが、さらなる高MRの実現のために解決すべき課題である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の研究計画であるホイスラー合金の組成・プロセス条件（アニール温度等）とMRの関連、アモルファス下地層による高MR化のメカニズムについて調査し、理解が進んでいるため、進捗は順調であると評価する。
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| Strategy for Future Research Activity |
ホイスラー合金の組成、アニールプロセス、下地層、非磁性スペーサー材料の改善を継続して、MR比の増大を着実に実現する。電子顕微鏡による微細構造解析（グループ内共同研究による）により材料開発研究の高効率化を図る。スピンバルブ素子における、出力とノイズ特性を評価することにより、ハードディスク磁気ヘッド応用へのポテンシャルを検討する。
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Research Products
(6 results)
