高磁気異方性を有するハーフメタル薄膜の創製と室温高スピン分極率の実現

• 研究課題/領域番号: 20760005
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 応用物性・結晶工学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 桜庭 裕弥 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (10451618)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2009年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2008年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
• キーワード: スピントロニクス / ハーフメタル / 垂直磁気異方性 / 強磁性トンネル接合 / TMR効果

研究概要

高いスピン偏極率と大きな磁気異方性を併せ持つ強磁性材料を開発することは、スピントロニクスデバイスの性能向上と高集積化・小型化のための必須課題である。本研究ではハーフメタル材料Co_2MnSiをL1_0規則合金FePt, CoPt上に積層させた構造を作製することによって、極薄膜化したCo_2MnSiに高い磁気異方性を付加することに成功した。これを用いた強磁性トンネル接合においてトンネル磁気抵抗効果を明瞭に観測した。

研究成果

• [雑誌論文] Interlayer exchange coupling in Full Heusler Co2FeSi/Cr/Co2FeSi epitaxial trilayer structures (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Bosu, Y. Sakuraba, K. Saito, H. Wang, K. Takanashi
  • 雑誌名: IEEE Transactions on magnetics (掲載決定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evidence of Fermi level control in a half-metallic Heusler compound Co2MnSi by Al-doping: Comparison of measurements with first-principles calculations (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Sakuraba, Y. Kota, T. Kubota, M. Oogane, A. Sakuma. Y. Ando, K. Takanashi
  • 雑誌名: Physical Review B 81 ページ: 144422-144422
  • 査読あり
• [雑誌論文] Co-concentration dependence of half-metallic properties in Co-Mn-Si epitaxial films (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Sakuraba, N. Hirose, M. Oogane, T. Nakamura, Y. Ando, K. Takanashi
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 96 ページ: 92511-92511
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of perpendiculary magnetized magnetic tunnel junctions with L10-CoPt/Co2MnSi hybrid electrode (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Hiratsuka, G. Kim, Y. Sakuraba, T. Kubota, K. Kodama, N. Inami, H. Naganuma, M. Oogane, T. Nakamura, K. Takanashi, Y. Ando
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 107
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chemical ordering dependence of interlayer exchange coupling in Co-Mn-Si/Cr/Co-Mn-Si trilayer structures (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Bosu, Y. Sakuraba, K. Saito, H. Wang, S. Mitani, K. Takanashi
  • 雑誌名: Physical Review B 81 ページ: 54426-54426
  • 査読あり
• [雑誌論文] Co-concentration dependence of half-metallic properties in Co-Mn-Si epitaxial films (2010)
  • 著者名/発表者名: 桜庭裕弥
  • 雑誌名: Applied Physics Letter 96
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chemical ordering dependence of interlayer exchange coupling in Co-Mn-Si/Cr/Co-Mn-Si trilayer structures (2010)
  • 著者名/発表者名: ボス・スボロジャティ
  • 雑誌名: Physical Review B 81
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of perpendiculary magnetized magnetic tunnel junctions with L1_0-CoPt/Co_2MnSi hybrid electrode (2010)
  • 著者名/発表者名: 平塚喬士
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhancement of spin-asymmetery by L21-ordering in Co2MnSi/Cr/Co2MnSi current-perpendicular-to-plane magnetoresistance devices (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Sakuraba, T. Iwase, K. Saito, S. Mitani, K. Takanashi
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 94 ページ: 12511-12511
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interlayer thickness dependence of 90 degree exchange coupling in Co2MnAl/Cr/ Co2MnAl epitaxial trilayer structures. (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Bosu, Y. Sakuraba, K. Saito, H. Wang, S. Mitani, K. Takanashi
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 105
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhancement in tunnel magnetoresistance effect by inserting CoFeB to the tunneling barrier interface in Co_2MnSi/MgO/CoFe magnetic tunnel junctions (2009)
  • 著者名/発表者名: 常木澄人
  • 雑誌名: Applied Physics Letter 94
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhancement of spin-asymmetery by L21-ordering in Co_2MnSi/Cr/Co_2 MnSi current-perpendicular-to-plane magnetoresistance devices (2009)
  • 著者名/発表者名: 桜庭裕弥
  • 雑誌名: Applied Physics Letter 94
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interlayer thickness dependence of 90 degree exchange coupling in Co_2MnAl/Cr/Co_2MnAl epitaxial trilayer structures. (2009)
  • 著者名/発表者名: ボス・スボロジャティ
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 105
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of high-sensitive magnetoresistance devices using half-metallic Heusler alloy Co_2MnSi (2008)
  • 著者名/発表者名: 桜庭裕弥
  • 雑誌名: IEICE Technical Report MR2008 ページ: 32-36
  • NAID: 110007098524
• [雑誌論文] Large tunnel magnetoresiStance in magnetic tunnel junctions using a Co_2MnSi Heusler alloy electrode and a MgO barrier (2008)
  • 著者名/発表者名: 常木澄人
  • 雑誌名: Applied Physics Letter 93
  • 査読あり
• [学会発表] L1_0-FePt/Co_2MnSi積層電極を用いた強磁性トンネル接合の作製 (2010)
  • 著者名/発表者名: 金国天
  • 学会等名: 日本応用物理学会
  • 発表場所: 神奈川県平塚市
  • 年月日: 2010-03-17
• [学会発表] Fabrication and characterization of magnetic tunnel junctions with perpendicularly magnetized Co2MnSi half-metal electrode (2010)
  • 著者名/発表者名: 桜庭裕弥
  • 学会等名: Intermag-MMM Joing conference
  • 発表場所: ワシントン
  • 年月日: 2010-01-14
• [学会発表] Fabrication and characterization of magnetic tunnel junctions with perpendicularly magnetized Co_2MnSi half-metal electrode (2010)
  • 著者名/発表者名: 桜庭裕弥
  • 学会等名: Intermag-MMM Joing conference
  • 発表場所: ワシントン、アメリカ
  • 年月日: 2010-01-14
• [学会発表] Quantitative investigation of spin-asymmetry in Co_2MnSi-based CPP-GMR devices (2009)
  • 著者名/発表者名: 桜庭裕弥
  • 学会等名: International Conference on magnetism
  • 発表場所: カールスルイエ、ドイツ
  • 年月日: 2009-07-27
• [学会発表] Giant magneto-resistance in Co2MnSi/NM/Co2MnSi (NM = Cr, Ag) fully-epitaxial CPP-GMR devices (2009)
  • 著者名/発表者名: 桜庭裕弥
  • 学会等名: 20th International Colloquium on Magnetic Films and Surfaces
  • 発表場所: ドイツ
  • 年月日: 2009-07-23
• [学会発表] Giant magneto-resistance in Co_2MnSi/NM/Co_2MnSi(NM=Cr, Ag)fully-epitaxial CPP-GMR devices (2009)
  • 著者名/発表者名: 桜庭裕弥
  • 学会等名: 20th International Colloquium on Magnetic Films and Surfaces
  • 発表場所: ベルリン、ドイツ
  • 年月日: 2009-07-23
• [学会発表] Quantitative investigation of spin-asymmetry in Co2MnSi-based CPP-GMR devices (2009)
  • 著者名/発表者名: 桜庭裕弥
  • 学会等名: International Conference on magnetism
  • 発表場所: ドイツ
  • 年月日: 2009-07-17
• [学会発表] Co2MnSi /NM/ Co2MnSi (NM = Cr, Ag) CPP-GMR素子の磁気伝導特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 桜庭裕弥
  • 学会等名: 第144回日本金属学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-03-30
• [学会発表] Co_2MnSi/NM/Co_2MnSi(NM=Cr, Ag)CPP-GMR素子の磁気伝導特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 桜庭裕弥
  • 学会等名: 第144回日本金属学会
  • 発表場所: 東京都目黒区
  • 年月日: 2009-03-30
• [学会発表] Co-Mn-Si/Cr/Co-Mn-Si三層膜における層間交換結合のCo組成依存性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 桜庭裕弥
  • 学会等名: 第143回日本金属学会
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 2008-09-24
• [学会発表] Co-Mn-Si/Cr/Co-Mn-Si三層膜における層間交換結合のCo組成依存性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 桜庭裕弥
  • 学会等名: 第143回日本金属学会
  • 発表場所: 熊本県熊本市
  • 年月日: 2008-09-24
• [学会発表] Co_2MnSiエピタキシャル電極を用いたCPP-GMR素子の作製と評価 (2008)
  • 著者名/発表者名: 桜庭裕弥
  • 学会等名: 第143回日本金属学会
  • 発表場所: 熊本県熊本市
  • 年月日: 2008-09-24
• [学会発表] Co2MnSi /NM/ Co2MnSi (NM = Cr, Ag)構造CPP-GMR素子の作製と評価 (2008)
  • 著者名/発表者名: 桜庭裕弥
  • 学会等名: 第32回日本磁気学会
  • 発表場所: 宮城
  • 年月日: 2008-09-13
• [学会発表] Co_2MnSi/NM/Co_2MnSi(NM=Cr, Ag)構造CPP-GMR素子の作製と評価 (2008)
  • 著者名/発表者名: 桜庭裕弥
  • 学会等名: 第32回日本磁気学会
  • 発表場所: 宮城県多賀城市
  • 年月日: 2008-09-13
• [学会発表] Investigation of strong biauqdratic coupling Co_2MnSi based trilayers structures (2008)
  • 著者名/発表者名: 桜庭裕弥
  • 学会等名: International Magnetics Conference
  • 発表場所: スペイン, マドリッド
  • 年月日: 2008-05-06
• [備考]
  • URL: http://db.tohoku.ac.jp/whois/detail/b68c2304c7ff144477e3358aa5f02912.html
• [備考]
  • URL: http://db.tohoku.ac.jp/whois/detail/b68c2304c7ff144477e3358aa5f02912.html