| 研究課題/領域番号 |
12555183
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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 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
構造・機能材料
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
高梨 弘毅 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (00187981)
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| 研究分担者 |
小林 伸聖 (財)電気磁気材料研究所, 研究員 (70205475)
嶋 敏之 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (50261508)
三谷 誠司 東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (20250813)
大沼 繁弘 (財)電気磁気材料研究所, 主任研究員 (50142633)
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| 研究期間 (年度) |
2000 – 2002
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| キーワード | グラニュラー構造薄膜 / 軟磁性薄膜 / 微細加工 / トンネル効果 / 磁気抵抗効果 / 磁化過程 / 磁気抵抗素子 / 磁気センサー |
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| 研究概要 |
磁気センサーは多種多様に利用されており、現代社会において欠くことのできない機能素子となっている。磁性金属粒子が絶縁体マトリクス中に密に分散したグラニュラー薄膜は、比較的大きな磁気抵抗効果を示とともに、簡便な成膜法で作製できるため、高性能安価な磁気センサーに応用できると期待されている。グラニュラー薄膜の問題点は、磁場感度が低いことであるが、この問題を解決するためにナノグラニュラー・イン・ギャップ(GIG)と呼ばれる軟磁性薄膜との複合構造が我々の研究グループにより提案され、実際このGIG構造によって磁場感度の改善が示された。
本研究は、この成果を発展させるため行われ、GIG構造の最適化、新しい微細複合構造の開発、物質系の開拓、GIG構造化・微細複合化による磁場感度改善のメカニズムの探究、附随する有用な磁気抵抗現象の探索、および回路系への組み込み・実装技術など、高性能磁気抵抗センサーを展望した基礎および応用化研究を展開した。種々の微細加工法により、最適GIG構造やいろいろな微細複合構造を検討し、相応の構造最適化を果たしたが、革新的な新構造を見出すには至らなかった。物質系については、フッ化物マトリクスを用いたグラニュラー薄膜において、これまでにない大きさの室温トンネル磁気抵抗を得ることができ、さらにフッ化物系グラニュラー薄膜をGIG構造化することによって、磁気抵抗変化率と磁場感度の改善に成功した。附随する有用な現象としては、GIG構造をナノスケールで作製した場合に、単一電子トンネル効果により、トンネル磁気抵抗が増大することを見出した。低温での結果であるが、将来的にGIG型の磁気センサーの性能向上に利用できる可能性を有している。回路系への組み込みや実装についても、多くのノウハウを蓄積することができた。
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