2014 Fiscal Year Annual Research Report
反強磁性障壁層の挿入によるスピンフィルタ型強磁性トンネル接合の磁気抵抗比の改善
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23760295
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| Research Institution | Ube National College of Technology |
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Principal Investigator |
仙波 伸也 宇部工業高等専門学校, 電気工学科, 准教授 (40342555)
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| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2015-03-31
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| Keywords | 電気・電子材料 / 分子線エピタキシー / スピントロニクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
フルエピタキシャルSF‐MTJ：Ge1-xMnxTe/EuS/GeTeにおけるトンネル構造の強磁性層間に反強磁性層を挿入した場合の磁気抵抗効果について調べるために、分子線エピタキシー法を用いて各基本構造を作製し、構造及び磁気特性の評価を行った。反強磁性層の候補として閃亜鉛鉱型MnTeに注目し、BaF2(111)、InP(100)、(111)基板上への成長を行った。MnとTeの照射蒸気圧比及び成長温度を条件として結晶性の評価を行った。高温成長では閃亜鉛鉱型MnTeエピタキシャル膜を比較的容易に得ることができるが、成長温度の低温化に伴いNiAs型MnTeの混晶化が促進されることが分かった。なお、得られた閃亜鉛鉱型MnTe の光学バンドギャップはおよそ3.0 eVとなり、単相膜の品質は良好であった。Ge1-xMnxTe/MnTeの積層構造の作製にはGeTe層とMnTe層の界面拡散によるGe1-xMnxTe層の形成が有効であることを示した。Ge1-xMnxTe/MnTe及びEuS/MnTe界面における磁気的な相互作用をSQUID測定により調べた。その結果、ともに交換バイアスによる明瞭な磁化シフトは現れず、わずかな保磁力変化が見られた。シフトの要因を交換結合によるものであると断言するには至っていない。スピンフィルタートンネル障壁を挿入した積層構造を作製し、ナノテクネット支援（山口大学）を受けてリソグラフィーとドライエッチングによる素子化を行った。電極形成としてIn蒸着並びに銀ペーストによる配線固定を施した。トンネル障壁厚（2~5nm）及び接合断面積（100~250μm2）を変えた試料を作製し、輸送特性の評価を行った。多くの試料の特性は、Simmonsの理論的な非線形特性ではなく、線形な特性を示した。障壁のピンホール形成が主な原因と思われる。
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