2006 Fiscal Year Annual Research Report
コヒーレント位相スピントルクマイクロ波発信の基礎検討
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18656090
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
佐橋 政司 東北大学, 大学院工学研究科, 教授 (20361123)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三宅 耕作 東北大学, 大学院工学研究科, 助手 (20374960)
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| Keywords | スピントルク / マイクロ波発信 / コヒーレント位相 / ナノオキサイド層 |
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| Research Abstract |
スピントランスファーによる電流駆動スピンダイナミックスについては、単一のナノ磁性体ピラーとダブルコンタクトの位相同期において直流電流駆動により、マイクロ波域の発振が得られることが報告されている。しかしながら、ピラーをホトリソグラフィーで作製しているために、ピラーサイズ、ピラー間隔がホトリソグラフィーで制約され、より微小径のピラーサイズ、交換結合長(数十nm)に近いピラー間隔の実現はかなり困難である。本研究課題では、ナノ狭窄電子系と言った独自でユニークなナノコンストリクション構造を考案し、ナノ狭窄電子系構造体においてSTTマイクロ波の発信を検討する。
平成18年度において熱酸化シリコン基板/Cu電極上に自己組織化ピラーの形成を含む所定の薄膜積層体を現有装置(EB蒸着、IBS)にて成膜、適宜イオンビームにて先端を加工したSTM/AFM探針を用いてIn-Situ観察もしながら、薄膜積層体を完成させた後、ナノ狭窄電子系マイクロ波計測用の測定資料を作製した。また、マイクロ波の発振特性評価のための回路系と測定系をスペクトルアナライザと磁場印加機構を組み込んで試作した。
ナノ狭窄電子系の要となる複数の導電チャネルを含有した絶縁物構造体を磁性薄膜中に形成するための自己組織化手法(自己組織化ナノパターニングプロセス)を開発した。通常のポトリソグラフィー(トップダウンプロセス)では不可能な1nm級のパターンニングが可能となった。また、開発したプロセスを用い、垂直通電型のスピンバルブ素子を試作する(Joint MMM/Intermag Conference)とともに、通常は50nmほどの微細な素子でしか確認されていないSTTマイクロ波発振を、1μm程度とより安価に作製可能な素子で確認することに成功した(特許化及び投稿準備中)。
以上のようにナノ狭窄電子系構造体においてSTTマイクロ波の発信を世界ではじめて確認した。
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