2006 Fiscal Year Annual Research Report
方位角走査反射高速電子回折による磁性ナノ人工格子界面の研究
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17360016
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
虻川 匡司 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教授 (20241581)
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| Keywords | 界面 / 磁性 / 電子回折 / 巨大磁気抵抗 / トンネル磁気抵抗 / ラフネス |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、トンネル磁気抵抗素子(TMR)や巨大磁気抵抗素子(GMR)の磁気抵抗に大きな影響があると考えられている磁性層と非磁性層の界面のラフネスを方位角走査反射高速電子回折(φ-RHEED)を使用して調べ、磁気抵抗に対する界面のラフネスの役割を明らかにすることである。本年度は初年度に製作組み立てを行った測定装置を用いて磁性層/非磁性層の界面の研究を行った。
はじめに電子デバイスの基盤として重要なSi表面と最も基本的な強磁性であるFeの界面の研究を行った。Si表面にFeを蒸着すると界面で反応が生じ鉄シリサイドが形成されることが知られているが、本研究でFeが界面で反応するとβ鉄シリサイドが生じ、Si表面上で反応するとα鉄シリサイドが形成されることが分かった。この研究により、本研究で作製した装置が界面の構造の研究に有用であることが証明された。次にFe/MgO/Fe人工格子によるTMR素子をSi表面に作成するために、Si表面にエピタキシャルMgO薄膜の成長を行った。方位角走査RHEEDにより成長したMgO薄膜の結晶方位を明確に決定することができたが、蒸着温度や蒸着時の酸素分圧、そして蒸着量に依存して、MgOが異なった方位でエピタキシャル成長するという興味深い結果を得た。残念ながら、最終目的であるTMR素子の磁性層と非磁性層の界面研究は未達成であるが、現在良質なMgO薄膜の作成を行っており、今後、Fe、MgO、Feの順で薄膜を積み重ねてそれぞれの界面の構造やラフネスを観測する予定である。
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