| 研究概要 |
リエントラントスピングラスNiMn薄膜を用いたスピンバルブ型の巨大磁気抵抗(GMR)磁気メモリの構築のため、NiMn/Cu/Ni3層膜を作成し、その磁気異方性の膜厚依存性と熱的安定性の評価を行った。さらに磁気抵抗の磁場依存性を測定することによるGMR出現の可能性を検討した。
初期真空度〜10^<-9>Torr(成膜時10^<-4>Torr)の超高真空Arイオンビームスパッタ法を用いて石英基盤上にNiMn/Cu多層膜およびNiMn/Cu/Ni3層膜層膜試料を得た。SQUID磁力計による磁気測定、磁気抵抗測定およびAFMによるCu層界面のラフネスの測定を行った。
これまで、NiMn/Cu多層膜において膜厚の減少に伴いサイズ効果による磁気転移温度の減少が観測されてきた。今回、成膜後にアニール処理を行った結果、スピングラス転移温度はほとんど変化しないものの、強磁性転移温度の上昇が観測された。これより、GMR効果に必要な大きさの磁化がより高温領域まで保持され得ることが分かった。また、これまでCu層厚が薄いNiMn/Cu/Ni3層膜において、NiMnおよびNi両磁性層の磁気的な結合によりNiMNの一方向異方性の減少およびNiの保磁力の増大が観測されてきたが、今回、より詳細なCu層厚依存性を調べた結果、Cu層厚が30Å〜59Åの間で、磁気的結合が生じ始めることが分かった。この結果は両磁性層間で非結合を必要とする3層型のGMR膜構築の際非常に重要な情報となる。また磁気抵抗のCu層厚依存性においても同様な磁気異方性の振る舞いが観測された。しかしながら、非磁性Cu層とNi, NiMn磁性層との抵抗差が小さく、観測された磁気抵抗は主に異方性磁気抵抗効果に起因するものであり、NiMnおよびNiの磁化反転に伴う大きな抵抗変化を確認することはできなかった。
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