Realization of low-magnetostriction and low-magnetic noise in Heusler alloy based giant magnetoresistive sensors

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K04588
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 21050:Electric and electronic materials-related
• Research Institution: National Institute for Materials Science
• Principal Investigator: NAKATANI Tomoya 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)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 遠藤 恭 東北大学, 工学研究科, 教授 (50335379)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 磁気センサ / 磁気抵抗 / 磁性材料 / ノイズ

Outline of Final Research Achievements

We have developed ferromagnetic thin film materials for the realization of read heads for hard disk drives and magnetic sensors for ultra-small magnetic field detection. For the read head application, we obtained the optimal composition of Co2(Mn,Fe)Ge Heusler alloy thin film in terms of magnetostriction, magnetic damping and magnetoresistance. For ultra-sensitive magnetic sensor application, we developed tunnel magnetoresistive sensors with soft magnetic and low noise characteristics. We also conducted thorough investigations on the effect of AC magnetic field modulation on the 1/f noise in the tunnel magnetoresistive sensors.

Free Research Field

スピントロニクス

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

高性能な磁気センサは磁気記録、車載・産業用途から、医療・健康に関わるさまざまな分野に必要である。本研究では、磁気記録用再生ヘッドと、生体磁気計測を目指した超高感度磁気センサを出口にターゲットとして、磁気抵抗素子の出力・感度の増大とノイズの低減を実現するための強磁性薄膜材料を開発した。またノイズ低減法として期待される交流磁界変調法の、センサのノイズ特性に与える効果を解明し、今後の磁気センサ研究の方向性を与えた。