電圧によるスピン分極制御と磁気光学素子への適用

2006 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 16360144
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 電子・電気材料工学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 土井 正晶 東北大学, 大学院工学研究科, 助教授 (10237167)
• 研究分担者: 佐橋 政司 東北大学, 大学院工学研究科, 教授 (20361123)
• 研究期間 (年度): 2004 – 2006
• キーワード: スピン分極率 / メスバウァー効果 / 電圧制御 / 極薄酸化膜 / エピタキシャル / スピン注入

研究概要

電圧によるスピン分極制御を行うために適した強磁性Fe系層/絶縁体/高スピン偏極強磁性体を作製することを目的として下記の項目に従って研究を行った。
1.薄膜作製・評価装置の立ち上げ
1)金属・酸化物成膜装置とその場評価装置の立ち上げ
2)メスバウァー効果測定装置の立ち上げ
2.極薄絶縁体の作製・評価方法の確立
1)CoFe-NOL (Nano-Oxide-Layer:極薄酸化物層)の構造と磁性に関する研究
2)極薄高誘電率絶縁体Ta_2O_5の作製に関する研究
3.MNOM (metal/native oxide multilayer)の構造と超微細磁気構造解析に関する研究
1)MNOMの作製と構造解析
2)電圧印加によるスピン分極率の変化を観測するための試料設計
Conductive-AFMを用いて極薄絶縁体層の評価方法を確立し、磁場中冷却による磁化過程の解析およびメスバウァースペクトルの解析によってCoFeおよびFeの極薄酸化物層の構造と磁性を明らかにした。また、基板温度室温において極薄Ta_2O_5層の作製に成功し、このTa酸化物層を用いた電圧によるスピン分極制御のための薄膜設計指針を提案した。この設計指針を基に今後、電圧によるスピン分極制御についてさらに継続して研究を進め、応用への適用検討へと展開したい。

研究成果

• [雑誌論文] Confirmation of "Atom Pumping-up Mechanism" in Fe/Ta Film for the Fabrication of Ferromagnetic Nano-bridge (2007)
  • 著者名/発表者名: M.Doi
  • 雑誌名: IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS (印刷中)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Influence of NOL magnetism on Exchange-Bias Characteristics in Specular Spin Valve Systems with (Co-Fe)/Cr pin-NOL (2007)
  • 著者名/発表者名: M.Sahashi
  • 雑誌名: IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS (印刷中)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Self aligned periodic Ni nano dots embedded in nano-oxide-layer (2007)
  • 著者名/発表者名: M.Doi
  • 雑誌名: Journal of Magnetism and Magnetic Materials 310・2 ページ: e836-e837
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Confirmation of "Atom Pumping-up Mechanism" in Fe/Ta Film for the Fabrication of Ferromagnetic Nano-bridge (2007)
  • 著者名/発表者名: M.Doi
  • 雑誌名: IEEE Trans.Magn. (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Influence of NOL magnetism on Exchange-Bias Characteristics in Specular Spin Valve Systems with (Co-Fe)/Cr pin-NOL (2007)
  • 著者名/発表者名: M.Sahashi
  • 雑誌名: IEEE Trans.Magn. (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Self aligned periodic Ni nano dots embedded in nano-oxide-layer (2007)
  • 著者名/発表者名: M.Doi
  • 雑誌名: Journal of Magnetism and Magnetic Materials 310, No.2 ページ: e836-e837
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Study on B2 structure epitaxial Fe/Co superlattice (2006)
  • 著者名/発表者名: In Chang Chu
  • 雑誌名: Journal of Magnetism and Magnetic Materials 304・1 ページ: e121-e123
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Experimental and Simulation Study to Identify Current-Confined Path in Cu-Al Space Layer for CPP-GMR Spin-Valve Applications (2006)
  • 著者名/発表者名: J.Y.Sho
  • 雑誌名: IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS 42・10 ページ: 2633-2635
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] STRUCTURAL CHARACTERIZATION OF Co_<100-x>Fe_x NANO OXIDE LAYER (2006)
  • 著者名/発表者名: Hiroaki Endo
  • 雑誌名: JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 99 ページ: 08R703
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Co_<100-x>Fe_x-NOLのピンアシスト効果について (2006)
  • 著者名/発表者名: 遠藤広明
  • 雑誌名: 日本応用磁気学会誌 30 ページ: 127-130
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Cu-AlOxNOL(Nano-Oxide-Layer)形成課程の考察 (2006)
  • 著者名/発表者名: 河崎昇平
  • 雑誌名: 日本応用磁気学会誌 30 ページ: 357-360
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Study on B2 structure epitaxial Fe/Co superlattice (2006)
  • 著者名/発表者名: In Chang Chu
  • 雑誌名: Journal of Magnetism and Magnetic Materials 304, No.1 ページ: e121-e123
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Experimental and Simulation Study to Identify Current-Confined Path in Cu-Al Space Layer for CPP-GMR Spin-Valve Applications (2006)
  • 著者名/発表者名: J.Y.Sho
  • 雑誌名: IEEE TRANSACTION ON MAGNETICS 42,No.10 ページ: 2633-2635
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] STRUCTURAL CHARACTERIZATION OF Co_<100-x>Fe_x NANO OXIDE LAYER (2006)
  • 著者名/発表者名: Hiroaki Endo
  • 雑誌名: JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 99,08R703
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Study of the Pinning Assist Effect of Co_<100-x>Fe_x-NOL (2006)
  • 著者名/発表者名: Hiroaki Endo
  • 雑誌名: J.Magn.Soc.Jpn. 30 ページ: 127-130
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Consideration on the Formation Mechanism of the Cu-AlO_x NOL (2006)
  • 著者名/発表者名: Kawasaki
  • 雑誌名: J.Magn.Soc.Jpn. 30 ページ: 537-360
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Enhancement of Room Temperature-Exchange Biasing in Specular Spin Valves (2005)
  • 著者名/発表者名: M.Doi
  • 雑誌名: IEEE TRANSATION ON MAGNETICS 41 ページ: 2932-2934
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Exchange Coupling and NOL Magnetism Consideration in Co_<1-x>Fe_x Specular Spin-valves (2005)
  • 著者名/発表者名: M.Doi
  • 雑誌名: Journal of Magnetism and Magnetic Materials 286 ページ: 381-386
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Magnetism of Co_<1-x>Fe_x-NOL in Specular Spin-Valves (2004)
  • 著者名/発表者名: Masaaki Doi
  • 雑誌名: IEEE TRANS ON MAGNETICS 40 ページ: 2263-2265
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Magnetism of Co_<1-x>Fe_x-NOL in Specular Spin-Valves (2004)
  • 著者名/発表者名: Masaaki Doi
  • 雑誌名: IEEE TRANS.ON MAGNETICS 40 ページ: 2263-2265
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より