| 研究概要 |
本年度は昨年度に引き続き,TbFeアモルファス合金膜の電流パルスによる熱磁気書き込みについて,パルス幅依存性,書込磁場依存性等を検討した.また,TbFeアモルファス合金を用いた磁気トンネル素子の試作,CoFeB系スピン注入素子の作製とスピン注入磁化反転の確認を行った.
(1)電子ビーム露光とECRプラズマによるArイオンエッチングによりTbFeアモルファス合金膜を微細加工し,パルス電流による熱磁気記録を行なった.加工サイズは2μm^2から500nm^2であり,熱磁気記録後の記録磁区を磁気力顕微鏡MFMにより観察した.パルス電流書込みは500Oeから100Oeの磁場中で,パルス幅は今年度1μsecから10nsecまで変化させ測定を行った.書込に必要な電力は500nm^2の素子において100Oeの磁場中,100nsecのパルス幅で0.14mW程度と小さいことを実証した.この電力はパルス幅が短くなることにより増大するが,その傾向はシミュレーションと一致することを確認した.
(2)昨年度作製した8元スパッタリング装置を用い、Ta(5nm)/Tb_<17>Fe_<83>(20nn)/CoFeB(1nm)/Al-O(1.6nm)/CoFeB(1nm)/Tb_<13>Fe_<87>(20nm)/Ta(5nm)を成膜し,フォトリソグラフィーにより30μm^2〜3μm^2までのサイズのトンネル接合を作製した.Al層をO_2雰囲気中でプラズマ酸化することで,12%程度の磁気抵抗変化が得られた.今後CoFeB層の組成や層厚の最適化,酸化条件の最適化により50%程度の磁気抵抗変化を得る見込みである.
(3)Ta(5nm)/Cu(5nm)/CoFeB(1.8nm)/Cu(6nm)/CoFeB(10nm)/MnIr(20nm)/CuAl(100nm)/Ta(5nm)を作製し,電子ビーム露光,ECRプラズマによるArイオンエッチングにより140nm x 210nm程度の面積のスピン注入用微細加工素子を作製した.パルス幅100msecの電流パルスを印加し、印加後の抵抗値を測定した結果、19mA程度で反平行磁化状態から平行磁化状態に遷移した.見積もられる臨界電流密度はJ_c=6 x 10^7A/cm^2となり、過去の報告とおおむね一致した.
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