2010 Fiscal Year Annual Research Report
鉄シリサイド強磁性相/半導体相人工格子の層間結合に及ぼす圧力効果とそのメカニズム
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21560022
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| Research Institution | Fukuoka Institute of Technology |
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Principal Investigator |
武田 薫 福岡工業大学, 工学部, 講師 (90236464)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中西 剛司 福岡工業大学, 工学部, 准教授 (70297761)
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| Keywords | 鉄シリサイド / 超格子 / ヘテロ構造 / 量子井戸 / スピントロニクス / 圧力効果 |
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| Research Abstract |
巨大磁気抵抗効果の発見以来、スピン依存散乱を利用したデバイスの開発が進んでいる.従来、強磁性層間のスイッチングは磁場のみで行なわれており、最近ではスピン電流注入の試みが活発になっている.圧力による試みはない.今日までFe_3Si/FeSi_2超格子積層膜を作製し非磁性層に半導体相FeSi_2を採用し、半導体層の厚みの変化に依存して強磁性、反強磁性結合が実現されていることを確認した.
また良質の量子井戸層が形成され、磁気層間結合が強いこともわかった.半導体は原子間距離の変化によって、電子構造が劇的に変化するので、圧力を印加することによって電子状態に変化をもたらす.層間結合の強磁性結合、反強磁性結合のスイッチングは半導体層の電子状態に対して極めて敏感であるので半導体/強磁性体超格子に対して層間結合に及ぼす圧力効果を探索している.
圧力セルに挿入する測定試料が1～2ミリ角と小さい上、4端子法で抵抗を測定するので、電極のつけ方によってデータがばらつき信頼できるデータが得られなかったが、電極のつけ方を工夫することにより、信頼できるデータが得られるようになった.2.7GPaまでの静水圧下でFe_3Si単層膜、FeSi_2単層膜、Fe_3Si/FeSi_2積層膜(AF結合、F結合)の電気抵抗を室温で測定した.これらの測定結果から,Fe_3Si単層膜に対する電気抵抗の圧力効果は+0.6%/GPa以下であり,FeSi_2単層膜の圧力効果は+1.0%/GPa以下変化することがわかった.Fe_3Si/FeSi_2積層膜(AF結合)の電気抵抗の圧力効果は+2.0%/GPa以下であり,Fe_3Si/FeSi_2積層膜(F結合)の圧力効果は+1.0%/GPa以下であることがわかった.反強磁性結合の方が、抵抗の変化率が大きい.大きさが小さいのは面内方向(CIP)での測定であることによると考えられ、面直方向(CPP)での抵抗の測定が期待される.
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