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トンネル障壁を利用したスピントランジスタの研究

研究課題

研究課題/領域番号 14205056
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 電子デバイス・機器工学
研究機関名古屋大学

研究代表者

岩田 聡  名古屋大学, エコトピア科学研究機構, 教授 (60151742)

研究分担者 綱島 滋  名古屋大学, 工学研究科, 教授 (80023323)
加藤 剛志  名古屋大学, 工学研究科, 助手 (50303665)
研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
48,750千円 (直接経費: 37,500千円、間接経費: 11,250千円)
2004年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2003年度: 18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
2002年度: 25,220千円 (直接経費: 19,400千円、間接経費: 5,820千円)
キーワード固体磁気メモリ / スピントンネル効果 / スピン偏極電気伝導 / ナノ磁性体 / 交換異方性 / 反強磁性体 / 熱磁気書き込み / アモルファス合金 / 磁気固体メモリ / 反強磁性膜 / ナノ構造 / ブロッキング温度
研究概要

5元マグネトロンスパッタ装置を用いて,メタルマスクを真空中で交換することによって,スピントンネル素子を作製した。スピントンネル素子の磁性層を結晶性のNiFeからアモルファス材料であるCoFeBに替えることによって,MR比が数%から20%以上に向上するとともに,再現性も大幅に改善することが分かった。これは,結晶粒界のないCoFeBの方が界面の平坦性が向上するためと考えられる。次に,金属Al層の酸化方法をDC酸化とRF酸化の2つの場合についてスピントンネル素子の作製を行い,最適な絶縁層の形成方法について検討を行った。DC酸化の場合には,Al層が比較的薄い1.3nmまで,良好なMR特性を示し,Al層厚1.4nmでは,30%の変化率が得られた。また,作製した7つの素子間のばらつきも非常に小さく,再現性も良いことが分かった。一方、RF酸化の場合には,1.6nmでは15%のMR変化率を示したが,Al層厚が薄くなるとMR比は低下してしまい,良好なトンネル接合は形成されなかった。素子間のばらつきも,DC酸化のときよりかなり大きくなった。これらの特性は,DC酸化の方が,Al層の酸化方法として優れていることを示しているが,MR比のバイアス依存性については,DC酸化の場合の方がMR比の低下が著しく,DC酸化にも問題があることを示している。これらDCとRFのMR特性の差異は,Al層の酸化状態,特に酸化Al層と磁性層界面の物理的,化学的状態の違いに起因するものと考えられるが,その詳細な評価は,今後の課題である。さらに、これらの素子の耐熱性を調べたところ,MR比は,300℃までは変化せず,比較的,良好な特性を示すことが分かった。しかし,MR比は,300℃を越えると単調に低下して500℃でほぼゼロとなった。

報告書

(4件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (43件)

すべて 2005 2004 2003 2002 その他

すべて 雑誌論文 (34件) 文献書誌 (9件)

  • [雑誌論文] Exchange anisotropy of (001) oriented Mn_<80>Ir_<20>/NiFe epitaxial bilayers2005

    • 著者名/発表者名
      T.Kume
    • 雑誌名

      J.Magn.Magn.Mat. vol.286

      ページ: 243-247

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Exchange anisotropy of (001) oriented Mn_<80>Ir_<20>/NiFe epitaxial bilayers2005

    • 著者名/発表者名
      T.Kume, T.Kato, S.Iwata, S.Tsunashima
    • 雑誌名

      J.Magn.Magn.Mat. vol.286

      ページ: 243-247

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Magnetic Anisotropy of MBE Grown MnPt_3 and CrPt_3 Ordered Alloy Films2004

    • 著者名/発表者名
      T.Kato
    • 雑誌名

      J.Magn.Magn.Mat. vol.272-276

      ページ: 778-779

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Exchange anisotropy of MBE grown Mn_<1-x>Pt_x/NiFe Bilayers with (001) orientation2004

    • 著者名/発表者名
      T.Kume
    • 雑誌名

      J.Magn.Magn.Mat. vol.272-276

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] STM observation and magnetic anisotropy of MBE-Grown Fe/Pt superlattices with (111) and (001) orientations2004

    • 著者名/発表者名
      S.Yamamoto
    • 雑誌名

      J.Appl.Phys vol.95

      ページ: 7285-7287

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Simulation of thermomagnetic recording process using MFM method : effect of field gradient2004

    • 著者名/発表者名
      T.Kato
    • 雑誌名

      Trans.Magn.Soc.Jpn. vol.4

      ページ: 172-177

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Perpendicular magnetic anisotropy and Kerr spectra of (Cr_<1-x>V_x)Pt_3 ordered alloy films2004

    • 著者名/発表者名
      T.Kato
    • 雑誌名

      Trans.Magn.Soc.Jpn. vol.4

      ページ: 310-313

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Uncompensated spins in a micro-patterned CoFeB/MnIr exchange bias system2004

    • 著者名/発表者名
      T.Eimueller
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Lett. vol.85

      ページ: 2310-2312

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Magnetic Anisotropy of MBE Grown MnPt_3 and CrPt_3 Ordered Alloy Films2004

    • 著者名/発表者名
      T.Kato, H.Ito, K.Sugihara, S.Tsunashima, S.Iwata
    • 雑誌名

      J.Magn.Magn.Mat. vol.272-276

      ページ: 778-779

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Exchange anisotropy of MBE grown Mn_<1-x>Pt_x /NiFe Bilayers with (001) orientation2004

    • 著者名/発表者名
      T.Kume, Y.Sugiyama, T.Kato, S.Iwata, S.Tsunashima
    • 雑誌名

      J.Magn.Magn.Mat. vol.272-276

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] STM observation and magnetic anisotropy of MBE-Grown Fe/Pt superlattices with (111) and (001) orientations2004

    • 著者名/発表者名
      S.Yamamoto, T.Kato, S.Iwata, S.Tsunashima, S.Uchiyama
    • 雑誌名

      J.Appl.Phys. vol.95, No.11

      ページ: 7285-7287

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Simulation of thermomagnetic recording process using MFM method : effect of field gradient2004

    • 著者名/発表者名
      T.Kato, M.Shimodaira, T.Koyama, S.Tsunashima, S.Iwata
    • 雑誌名

      Trans.Magn.Soc.Jpn. vol.4, No.4-2

      ページ: 172-177

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Perpendicular magnetic anisotropy and Kerr spectra of (Cr_<1-x>V_x)Pt_3 ordered alloy films2004

    • 著者名/発表者名
      T.Kato, N.Uno, S.Tsunashima, S.Iwata
    • 雑誌名

      Trans.Magn.Soc.Jpn. vol.4, No.4-2

      ページ: 310-313

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Uncompensated spins in a micro-patterned CoFeB/MnIr exchange bias system2004

    • 著者名/発表者名
      T.Eimueller, T.Kato, T.Mizuno, S.Tsunashima, C.Quitmann, T.Ramsvik, S.Iwata, G.Schutz
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Lett. vol.85, No.12

      ページ: 2310-2312

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] STM observation and magnetic anisotropy of MBE-Grown Fe/Pt superlattices with (111) and (001) orientations2004

    • 著者名/発表者名
      S.Yamamoto
    • 雑誌名

      IEEE Trans.Magn. 95・11

      ページ: 7285-7287

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Magnetic Anisotropy of MBE Grown MnPt_3 and CrPt_3 Ordered Alloy Films2004

    • 著者名/発表者名
      T.Kato
    • 雑誌名

      J.Magn.Magn.Mat. 272-276

      ページ: 778-779

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Exchange anisotropy of MBE grown Mn_<1-x>Pt_x/NiFe Bilayers with (001) orientation2004

    • 著者名/発表者名
      T.Kume
    • 雑誌名

      J.Magn.Magn.Mat. 272-276

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Uncompensated spins in a micro-patterned CoFeB/MnIr exchange bias system2004

    • 著者名/発表者名
      T.Eimueller
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Lett. 85・12

      ページ: 2310-2312

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Simulation of thermomagnetic recording process using MFM method : effect of field gradient (Invited)2004

    • 著者名/発表者名
      T.Kato
    • 雑誌名

      Trans.Magn.Soc.Jpn. 4・4-2

      ページ: 172-177

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Exchange anisotropy of (001) oriented Mn_<80>Ir_<20>/NiFe epitaxial bilayers2004

    • 著者名/発表者名
      T.Kume
    • 雑誌名

      J.Magn.Magn.Mat. 286

      ページ: 243-247

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Magnetic domain structure of NiFe and MnIr/NiFe elements patterned by focused ion beam2003

    • 著者名/発表者名
      T.Kato
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. vol.41

    • NAID

      110006350829

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Exchange anisotropy of (001) oriented Mn_<1-x>Pt_x/NiFe epitaxial films2003

    • 著者名/発表者名
      T.Kume
    • 雑誌名

      J.Appl.Phys. Vol.93

      ページ: 6599-6601

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Exchange anisotropy of (001) oriented Mn_<1-x>Pt_x/NiFe epitaxial films2003

    • 著者名/発表者名
      T.Kume, Y.Sugiyama, T.Kato, S.Iwata, S.Tsunashima
    • 雑誌名

      J.Appl.Phys. Vol.93, No.10

      ページ: 6599-6601

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Magnetic circular dichroism spectra of MnPt_3/Co multilayers2002

    • 著者名/発表者名
      T.Kato
    • 雑誌名

      J.Magn.Magn.Mat. vol.240

      ページ: 517-519

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Temperature dependence of giant magneto-resistance in PtMn and Fe_2O_3 based specular spin valves2002

    • 著者名/発表者名
      T.Kato
    • 雑誌名

      J.Magn.Magn.Mat. vol.240

      ページ: 168-170

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Exchange anisotropy in epitaxial Mn_<1-x>Pt_x/NiFe bilayers2002

    • 著者名/発表者名
      T.Kume
    • 雑誌名

      EEE Trans.Magn. Vol.38

      ページ: 2785-2787

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Simulation of thermomagnetic recording process using magnetic field modulation method2002

    • 著者名/発表者名
      T.Koyama
    • 雑誌名

      Trans.Magn.Soc.Jpn. Vol.2

      ページ: 271-272

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Magnetic Circular Dichroism of Polycrystalline (Mn_<1-x>Cr_x)Pt_3 and Epitaxial CrPt_3 Alloy Films2002

    • 著者名/発表者名
      T.Kato
    • 雑誌名

      Trans.Magn.Soc.Jpn. Vol.2

      ページ: 98-103

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Magnetic circular dichroism spectra of MnPt_3/Co multilayers2002

    • 著者名/発表者名
      T.Kato, S.Iwata, S.Tsunashima, Y.Fujiwara
    • 雑誌名

      J.Magn.Magn.Mat. vol.240

      ページ: 517-519

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Temperature dependence of giant magneto-resistance in PtMn and Fe_2O_3 based specular spin valves2002

    • 著者名/発表者名
      T.Kato, K.Miyashita, S.Iwata, S.Tsunashima, H.Sakakima, Y.Sugita, Y.Kawawake
    • 雑誌名

      J.Magn.Magn.Mat. vol.240

      ページ: 168-170

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Exchange anisotropy in epitaxial Mn_<1-x>Pt_x/NiFe bilayers2002

    • 著者名/発表者名
      T.Kume, E.Nagae, Y.Sugiyama, T.Kato, S.Iwata, S.Tsunashima
    • 雑誌名

      IEEE Trans.Magn. Vol.38, No.5

      ページ: 2785-2787

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Simulation of thermomagnetic recording process using magnetic field modulation method2002

    • 著者名/発表者名
      T.Koyama, T.Kato, S.Iwata, S.Tsunashima
    • 雑誌名

      Trans.Magn.Soc.Jpn. Vol.2, No.4

      ページ: 271-272

    • NAID

      10015760822

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Magnetic Circular Dichroism of Polycrystalline (Mn_<1-x>Cr_x)Pt_3 and Epitaxial CrPt_3 Alloy Films2002

    • 著者名/発表者名
      T.Kato, K.Sugihara, H.Ito, A.Kobayashi, Y.Fujiwara, S.Iwata, S.Tsunashima
    • 雑誌名

      Trans.Magn.Soc.Jpn. Vol.2

      ページ: 98-103

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Magnetic domain structure of NiFe and MnIr/NiFe elements patterned by focused ion beam2002

    • 著者名/発表者名
      T.Kato, K.Suzuki, S.Tsunashima, S.Iwata
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. vol.41, No.10A

    • NAID

      110006350829

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kume: "Exchange anisotropy of (001) oriented Mn1-xPtx/NiFe epitaxial films"J.Appl.Phys.. 93. 6599-6601 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kume: "Exchange anisotropy of MBE grown Mn1-xPtx/NiEe Bilayers with (001) orientation"J.Magn.Magn.Mater.. (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kato: "Magnetic Anisotropy of MBE Grown MnPt3 and CrPt3 Ordered Alloy Films"J.Magn.Magn.Mater.. (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] S.Yamamoto: "STM observation and Magnetic Anisotropy of MBE-grown Fe/Pt Superlattices with (111) and (001) Orientations"J.Appl.Phys.. (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kume: "Exchange anisotropy in epitaxial Mn1-xPtx/NiFe bilayers"IEEE Trans. Magn.. 38-5. 2785-2787 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Koyama: "Simulation of thermomagnetic recording process using magnetic field modulation method"Trans. Magn. Soc. Jpn.. 2-4. 271-272 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kato: "Magnetic Circular Dichroism of Polycrystalline (Mn1-xCrx) Pt3 and Epitaxial CrPt3 Alloy Films"Trans. Magn. Soc. Jpn.. 2. 98-103 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kato: "Magnetic domain structure of NiFe and MnIr/NiFe elements patterned by focused ion beam"Jpn. J. Appl. Phys.. 41-1OA. L1078-L1080 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kume: "Exchange anisotropy of (001) oriented Mn1-xPtx/NiFe epitaxial films"J. Appl. Phys.. (印刷中). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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