研究課題
本研究の目的は垂直磁気異方性を有するCoFeB/MgOなど磁気トンネル接合膜の磁気スイッチングに寄与する電子状態を明らかにすることである。具体的には①磁気スイッチングにおけるスピン磁気モーメントと軌道磁気モーメント寄与の解明②スピン磁気モーメント・軌道磁気モーメントの磁気スイッチングとそれに寄与する波動関数の対称性との関連の解明について研究を行う。平成27年度では熱処理による固体エピタキシーによって結晶成長制御したCoFeB(002)/MgO(002)多層膜、アモルファス層CoFeB単層膜の比較評価を行った。平成28年度では新たにアモルファスCoFeB/MgO(002)多層膜、結晶化したCoFeB(110)単層膜を作製し、４つの試料を比較してCoFeB/MgO界面の効果、CoFeB層の結晶化の効果を比較することとした。平成29年度はTa/CoFeB/MgO/CoFeB磁気トンネル接合多層膜、Ta/CoFeB多層膜を作製した。これらの試料についてスピン選択磁化(Spin Selective Magnetic Hysteresis:SSMH)曲線、軌道選択磁化（Orbital selective Magnetic Hysteresis: OSMH)曲線を測定した。さらに磁気量子数選択的SSMH曲線を求めた。その結果、CoFeB/MgO界面あるいはCoFeB/Ta界面においてスピン磁気モーメントと軌道磁気モーメントの磁化反転挙動は異なっていた。平成30年度においては、新たにCoFeB/MgO界面における磁気スイッチング挙動の温度変化等を測定した。その結果、軌道磁気モーメントおよび磁気量子数|m|=2の対称性を有する電子軌道が温度変化に敏感であることがわかった。
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