2018 Fiscal Year Research-status Report
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17K14651
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
伊藤 啓太 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (70791763)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 垂直磁化膜 / スピントロ二クス / 軽元素 / 分子線エピタキシー / 第一原理計算 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成30年度は分子線エピタキシー(MBE)法により作製したFeNiN薄膜からの脱窒素によるL10-FeNi薄膜の作製と、面直通電型巨大磁気抵抗(CPP-GMR)素子を目指したFe4N/Cu/Fe4N構造の作製が主な研究成果として挙げられる。
平成29年度までに、MgO、MgAl2O4、SrTiO3(STO)(001)基板上にa軸配向したFeNiN薄膜のマルチドメインエピタキシャル成長に成功した。これらの試料に対して脱窒素処理を行ったところ、a軸配向したL10-FeNi薄膜の作製に成功した。磁気特性を評価したところ、10^6 erg/cm^3を超える一軸磁気異方性エネルギーを示すことが明らかとなった。これは、これまでにL10-FeNi薄膜において報告されている値とほぼ同じ大きさである。今後は、脱窒素条件を調整することで、より大きな一軸磁気異方性の発現を目指す。
Fe4N/Cu/Fe4N構造の作製と、CPP-GMR素子の作製に取り組んだ。結果、MBE法によりSTO(001)基板上へのFe4N/Cu/Fe4N構造のエピタキシャル成長に初めて成功した。加えて、厚めの金属バッファー層上へのFe4N/Cu/Fe4N構造のエピタキシャル成長にも成功したため、リソグラフィーとミリング技術を用いて、微細なCPP-GMR素子へと加工して磁気抵抗比の測定を行った。室温における磁気抵抗比は得られなかったが、成膜条件の再検討を行うことで室温でのGMR効果の発現を目指す。
この他には、Mn系窒化物薄膜の作製環境の準備、Fe4N薄膜の異常ネルンスト効果の測定が進んだ。
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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
一軸磁気異方性を示すL10-FeNi薄膜の実現に成功したのは大きな進捗と言える。また、Fe4N/Cu/Fe4N構造のエピタキシャル成長にも初めて成功したことから、CPP-GMR素子の実現に近づけたと考える。Mn系窒化物の成膜準備も整ったことから、おおむね平成30年度の研究実施計画に記載した内容に沿った進捗があったと言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成31年度は最終年度であることから、Si基板上への軽元素侵入型垂直磁化膜の実現と磁気特性の評価を予定している。平成30年度までに作製に成功した一軸磁気異方性を示すL10-FeNiの詳細な物性評価と作製条件の最適化を行う。また、c軸配向したL10-FeNiおよびFe2Ni2N薄膜の作製と垂直磁化の実現を目指す。加えて、Fe4N/Cu/Fe4N構造の成膜温度の最適化とCPP-GMR素子の作製に取り組み、Fe4NおよびMn系窒化物薄膜に対する異方性磁気抵抗効果、異常ホール効果、異常ネルンスト効果等の詳細な物性評価に取り組む。
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| Causes of Carryover |
旅費が当初の想定額を下回ったため、次年度への繰越しが生じた。繰越した助成金は、旅費として使用する計画である。
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Research Products
(6 results)
