微小磁性体の作製とその性質

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09236103
• 研究種目: 特定領域研究(A)
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 新庄 輝也 京都大学, 化学研究所, 教授 (70027043)
• 研究分担者: 片山 利一 東邦大学, 薬学部, 教授 (10307770) ; 宮島 英紀 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (70166180) ; 松井 正顕 名古屋大学, 工学部, 教授 (90013531) ; 大越 正敏 九州工業大学, 情報工学部, 助教授 (90112177) ; 高橋 研 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70108471)
• キーワード: 微細加工技術 / 電子ビームリソグラフ / 磁性人工格子 / 巨大磁気抵抗効果 / スパッタ法

研究概要

磁性体を微細加工する手法として電子ビーム描画リソグラフィーを用いることとし、平成9年度に装置を購入し京都大学化学研究所に設置した。本年度は装置が本格的に稼働し、リフトオフ法によるサブミクロンサイズの磁性膜の細線やドットの作製が可能になった。新庄、宮島らは、磁性層が2層からなる非結合型GMRシステムの細線を作製し、抵抗測定から磁壁の動的挙動の研究を行った。この方法は単一の磁壁の挙動を感度良く観測する新しい手法であることが確認され、系統的研究を展開している。細線の長さを2mmの長さにした試料によって磁壁の移動速度を測定し、時速約600kmの高速であることがわかった。微細加工磁性体は各種測定の標準試料としても興味深いものであり、その他のグループに提供しての共同研究が開始されている。加工の最小サイズは目下のところ約0.1ミクロンであり、加工サイズの微細化の努力およびデザインどおりの形状の再生がどこまで可能かの検討を進めている。
高橋らは極高真空スパッタシステムによる多層薄膜の異方性や磁気抵抗の研究を進め、薄膜の品質と磁気的特性の関連を検討した。大越らはレーザーアブレーションとスパッタリングを併用してCo/Cu多層膜を作製し、一方向異方性の出現を観測した。松井らは低温基板上あるいは微細加工した基板上の人工格子を作製し、その磁気抵抗特性などの研究を行っている。片山らは主として光学的測定から磁性薄膜における量子井戸状態の研究を進めている。これらの研究の総合的推進により、磁気抵抗効果の特性の制御、および磁性体の磁化の不安定性についての情報が得られつつある。

研究成果

• [文献書誌] T.Ono: "Magnetization Reversal in Submicron Magnetic Wire Studied by Using Giant Magnetoresistance Effect" Appl.Phys.Lett.72・9. 1116-1117 (1998)
• [文献書誌] T.Shinjo: "Nanostructured Magnetism Studies of Multilayers Prepared on Microstructured substrates" J.Magn.Magn.Mater.177-181. 31-36 (1998)
• [文献書誌] K.Mibu: "Magnetoresistance of Quasi-Bloch-wall Induced in NiFe/CoSm Exchange-spring bilayers" J.Magn.Magn.Mater.177-181. 1267-1268 (1998)
• [文献書誌] T.Emoto: "Magnetic Polarization in Au Layers of Au/M (M=Fe,Co,and Ni) Multilayers with ^<119>Sn Probes Studied by Mossbauer Spectroscopy" J.Magn.Magn.Mater.189. 136-148 (1998)
• [文献書誌] T.Ono: "Propagation of the Magnetic Domain Wall in Submicron Magnetic Wire Investigated by Using Giant Magnetoresistance Effect" J.Appl.Phys.85 (in press). (1999)
• [文献書誌] T.Ono: "Propagation of a Magnetic Domain Wall in a Submicron Magnetic Wire" Science. (in press). (1999)
• [文献書誌] T.Shinjo: "Study of Magnetization Reversal in Submicron Wires by Using GMR Effect" Philosophical Mag.(in press). (1999)
• [文献書誌] T.Manago: "Appearance of Ferromagnetism Induced by Proximity Effect and Exchange Enhancement in Multilayer Consisting of Antiferromagnetic NiO and Paramagnetic Pd" J.Phys.Soc.Jpn.68. 334-337 (1999)
• [文献書誌] Y.Nozaki: "Magnetic Domain Structure of Micron-size Co Line Arrays" J.Magn.Soc.Jpn.23. 658-660 (1999)
• [文献書誌] K.Motohashi: "Magnetic Properties of Ferromagnetic-superconducting Hybrid Films" J.Magn.Soc.Jpn.23. 697-699 (1999)
• [文献書誌] H.Ofuchi: "Local Structures around Fe Atoms and Magnetic Properteis of 〔fcc-Fe/Cu〕Multilayers" Applied Surface Science. 130-132. 899-903 (1998)
• [文献書誌] M.Arita: "Microstructure of Fe/Cu(Au) Artificail Superlattice" Thin Solid Films. 318. 180-185 (1998)
• [文献書誌] Y.Yamada: "Magnetic Critical Behavior of γ-Fe/Cu Multilayer" J.Magn.Soc.Jpn.23. 575-577 (1999)
• [文献書誌] 田頭幸造: "数原子層厚で積層したCo/Cu膜の構造と一方向異方性" 日本応用磁気学会誌. 23. 発表予定 (1999)
• [文献書誌] 太田尾寿: "レーザーアブレーションとスパッタリングを併用して作製したCo/Cu膜の構造と磁性" 日本応用磁気学会誌. 22. 533-536 (1998)
• [文献書誌] M.Ohkoshi: "Structure and Magnetic Properties in Co/Cu Multilayers with less than Monolayer Growth" J.Magn.Magn.Mater.177-181. 1193-1194 (1998)
• [文献書誌] M.Tsunoda: "Microstructure and Giant Magnetoresistance of Co-Cu Granular Films Fabricated under the Extremely Clean Sputtering Process" J.Appl.Phys.83. 7004-7006 (1998)
• [文献書誌] S.Miura: "Influenced of Impurity Gas in the Sputtering Atmosphere on the Microstructure and the GMR in Co/Cu Multilayers" IEEE Transactions on Magnetics. 34. 936-938 (1998)
• [文献書誌] 角田匡清: "清浄雰囲気中で作製したNi-Fe/Cu多層スパッタ膜の構造とGMR効果" 日本応用磁気学会誌. 22. 545-548 (1998)
• [文献書誌] M.Tsunoda: "Enhanced Excahnge Anisotropy of Ni-Fe/Mn-Ni Bilayers Fabricated under the Extremely Clean Sputtering Process" J.Appl.Phys.(in press). (1999)
• [文献書誌] S.Miura: "Drastic Change of Giant Magnetoresistance of Co/Cu Multilayer by Decreasing Residual Impurities in Sputtering Atmosphere" J.Appl.Phys.(in press). (1999)
• [文献書誌] S.Yuasa: "Exchange Coupling of NiFe/FeRh-Ir Thin Films" J.Appl.Phys.83・11. 6813-6815 (1998)
• [文献書誌] Y.Suzuki: "Oscillatory Magneto-optical Effect in a Au(001) Film Deposited on Fe: Experimental Comfirmation of a Spin Polarized Quantum Size Effect" Phys.Rev.Lett.80・23. 5200-5203 (1998)