CPP-GMR of Ferromagnetic Multilayered Nanowire Arrays with Large Aspect Ratio

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18H01754
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 26050:Material processing and microstructure control-related
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: OHGAI Takeshi 長崎大学, 工学研究科, 准教授 (60253481)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 陽極酸化 / ナノチャネル / ナノワイヤー / コバルト / 銅 / 多層 / パルス電解 / 巨大磁気抵抗効果

Outline of Final Research Achievements

Thick anodically synthesized aluminum oxide (AAO) films, with a nanochannel diameter that ranged from 35 nm to 130 nm, were fabricated by controlling the cell voltage during the anodization process. Multilayered nanowires with alternate Co and Cu layers were produced in the AAO nanochannels by applying the rectangular pulsed potential electrodeposition technique using an acidic aqueous solution containing Co2+ and Cu2+ ions. The Co/Cu multilayered structure was clearly observed in the nanowire diameter that ranged from 50 nm to 95 nm. The multilayered nanowires were spontaneously magnetized in the axial direction. The coercivity, Hc, and squareness, Mr/Ms, increased up to 1.24 kOe and 0.93, respectively, with the diameter decreasing to 35 nm. The maximum GMR value reached was 23.4% at room temperature in the Co/Cu multilayered nanowires that had a diameter of 70 nm.

Free Research Field

材料工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

近年、情報・通信技術の急速な発展に伴って、HDDなどの情報蓄積デバイスの需要は益々高まっている。これらのデバイスの小型化に伴い、面記録密度の向上が図られている。ゆえに、狭い範囲の磁場を高感度で検出できる磁気ヘッドとして応用可能なセンサ材料の開発が求められている。特に、GMR素子はAMR素子と比較すると比較的大きな磁気抵抗効果を示し、さらには電析法などの高温・高真空環境を必要としない低コストなアプローチを用いて作製が可能であるために注目を集めている。本研究では、細孔径が70 nmテンプレートを用いて、パルス電解法によりCo/Cu多層ナノワイヤーを作製し、最大で23.4%のGMR値を達成した。