| 研究課題/領域番号 |
16360313
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
金属物性
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
松井 正顯 名古屋大学, 大学院工学研究科, 教授 (90013531)
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| 研究分担者 |
浅野 秀文 名古屋大学, 大学院工学研究科, 助教授 (50262853)
來田 歩 北海道大学, 大学院・理学研究科, 研究員 (30362271)
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| 研究期間 (年度) |
2004 – 2006
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| 研究課題ステータス |
完了 (2006年度)
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| 配分額 *注記 |
14,300千円 (直接経費: 14,300千円)
2006年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
2005年度: 4,600千円 (直接経費: 4,600千円)
2004年度: 7,900千円 (直接経費: 7,900千円)
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| キーワード | ハーフメタル薄膜 / ペロブスカイト酸化物薄膜 / ホイスラー合金薄膜 / TMR / GMR / 単結晶膜 / 配向膜 / バンド構造 / ハーフメタル強磁性体 / 単結晶薄膜 / ペロブスカイト酸化物 / ホイスラー合金 / スピン分極率 / アンドロエフ反射 / スピン素子 |
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| 研究概要 |
マゲネトロンスパッタリング法を用いた、強磁性ペロブスカイト型酸化物(La_<0.7>Sr_<0.3>MnO_3(LSMO)、Sr_2FeMnO_6(SFMO)、Sr_2CrReO_6(SCRO))の高品質単結晶薄膜の作製法を確立した。また、高品質な無歪み単結晶MR素子を作製する条件として次のようなことが明らかになった。1)基板とのミスマッチは出来る限り小さい方がよい。2)ミスマッチを最小にするためにBa_<0.4>Sr_<0.6>TiO_3などの中間層を挟むのが有用である。3)薄膜作製直後の冷却時に酸素分圧が低いと酸素欠損を起こしやすく、逆に高いと非磁性酸化物が生成されるので、酸素分圧を最適化する必要がある。4)MR素子作製行程でアルゴンイオンミリングを行うと、40nm程度の表面層が酸素欠損と歪みによって、著しく劣化する(低温電気抵抗は約10000倍に増大)。この劣化は900℃以上の酸素中アニールで回復するが、アニーリングの可能な素子化行程を開発する必要がある。以上の条件を最適化する事によって、LSMO/SrTiO_3/LSMO素子で64%、SFMO/SrTiO_3/Coで14%、SrCrReO/MgO/Coで114%のMR比を観測できた。
NbN超伝導薄膜を用いたアンドレエフ反射法により、絶縁膜を中間に挟んだMR素子と同様の条件で強磁性酸化物のスピン分極率を測定した。また、マグネタイトFe_3O_4の高品質単結晶薄膜の作製法を確立した。
ホイスラー合金のCo_2MnGe、Co_2MnGa、Co_2MnSiの単結晶薄膜を作製した。また、中間層を挟むことによって、Si基板上に高度に配向した(100)と(110)膜を作製した。さらに、MgOを絶縁層として、(100)と(110)に配向したTMR接合膜を作製した。
また、Co基ホイスラーがハーフメタルで、Ni基ホイスラーがハーフメタルでない原因を、磁気測定とバンド計算によって明らかにした。
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