2013 Fiscal Year Research-status Report
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25420305
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Nagoya Industrial Science Research Institute |
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Principal Investigator |
綱島 滋 公益財団法人名古屋産業科学研究所, その他部局等, 研究員 (80023323)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | スピンエレクトロニクス / 電子材料 |
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| Research Abstract |
本年度はCo超薄膜に強い電界を印加した際の磁気特性の変化を調べる試料作成を行った．熱酸化膜500 nmが付いたSi基板上にスパッタリング法によりTa (3 nm) / Pt (1.1 nm)を作成し，Pt上にCo (0.4 nm) / MgO (2 nm)を成膜した．これをフォトリソグラフィー，Arイオンエッチングにより100 μm幅の細線と細線に直交方向に異常ホール効果検出電極を有する十字形状に加工した．さらにPt電極パッドをリフトオフ法により作成した．この試料の膜法線方向に磁界を印加し，100 μm幅の細線に10 μA ~ 100 μAの電流を流すことで異常ホール効果を測定した．異常ホール効果測定から微細加工後の膜は微細加工前と同様，大きな垂直磁気異方性を有し，保磁力も300 Oe程度と，こちらも微細加工前と同程度の値を示した．次に電界を印加するためスパッタリング法によりZnO絶縁層を50 nm成膜後，電極パッドPt 100 nmを成膜した．まずはZnOのスパッタリング条件を検討し，低Ar圧で基板とターゲット位置にオフセットを設けることで，ZnO(002)配向性が高く，表面平坦性に優れるZnO膜が得られることを確認した．この高配向ZnOを絶縁膜とし，Co超薄膜への電界印加を試みたが，ZnO層を介したリーク電流を抑制する必要があることが分かった．リーク電流の原因はCo超薄膜の微細加工時に発生するスカムと考えられ，O2プラズマによるスカム除去等のプロセス検討が必要であることが分かった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
Co超薄膜の成膜条件の検討およびCo超薄膜上のMgO成膜によるCo超薄膜の酸化による磁気特性の劣化の回避検討に予想より多くの時間を費やし，本年度中に行う予定であった電界印加によるCo超薄膜の磁気特性変化，更には電界勾配を加えることによる磁壁移動の検出まで行うことができなかった．なお，現在は十分大きな垂直磁気異方性を示すCo超薄膜が安定に作成できており，異常ホール効果を用いた局所的な磁化曲線検出まで進んでいる．次年度はCo超薄膜の電界印加による磁気特性の変化や電界勾配印加による磁壁移動についての基礎的知見が得られるものと考えている．また，絶縁膜として誘電率の高いTiO2の利用やFe/Pt多層膜などCo以外の磁性膜の検討などについても検討を進めていく．
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| Strategy for Future Research Activity |
（１）Co超薄膜の磁気特性への電界効果の測定：Co超薄膜に数MV/cm程度の電界を印加した状態での磁気特性の変化を異常Hall効果または磁気光学Kerr効果により検出し，磁化，磁気異方性，保磁力，キュリー温度への電界印加効果を調べる．
（２）電界勾配による磁壁移動：電界勾配に従って，キュリー温度に勾配が生じると，それに伴って磁壁エネルギーにも勾配が生じ，磁壁を駆動する力が発生する．この駆動力が磁壁保磁力より大きければ電界により磁壁が移動することになるが，その現象の検出を行う．
（３）電界印加スピン注入素子の作成とスピン注入磁化反転：Co超薄膜をメモリー層とするトンネル接合型のスピン注入素子を作成し，スピン注入磁化反転を確認する．絶縁障壁層厚を薄くすることでCo超薄膜に数MV/cm程度の電界を印加した時のスピン注入磁化反転を調べる．スピン注入磁化反転の反転電流密度の絶縁障壁厚依存性を調べ，電界アシストスピン注入磁化反転の基礎的知見を得る．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
年度末における出張旅費の見積額が多かったため，および研究の遅れに伴う消耗品購入見合わせ．
研究遂行に必要な消耗品の購入にあてる．
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Research Products
(7 results)
