| 研究概要 |
2種類の原子層の積層構造からなるL1_0型規則合金には、その結晶の一軸性に起因した強い磁気異方性を有する材料が多く存在する。中でも3d遷移金属と貴金属の組み合わせからなるFePt、CoPtあるいはFePdなどは、非常に大きな一軸結晶磁気異方性を示し、ナノサイズ化の進む磁気ストレージデバイスおよび高性能永久磁石の次世代材料として期待されている。しかしながら、この大きい結晶磁気異方性を示す既存のL1_0型規則合金は、希少元素であるPtあるいはPdを多く含有している。そこで、本研究では、単原子層制御によりFe,Co,およびNiというクラーク数(地表の元素質量%)の比較的高い材料からL1_0型規則合金を人工合成し、大きな一軸結晶磁気異方性の実現を目指す。特にFe-Ni合金に着目し、それを実現する作製条件の探索を行った。試料構造として、Mg0(001)単結晶基板/非磁性下地層/FeNiの構造を用いた。成長は分子線エピタキシー装置中で電子ビーム蒸着法により行った。Mg0(001)基板上に非磁性下地層を蒸着し、その表面構造を走査型トンネル顕微鏡で観察したところ、蒸着時の基板温度の最適化により比較的平坦な表面構造が得られることが分かった。この表面上にFeとNiを単原子層ずつ交互蒸着した。得られたFeNi合金薄膜の磁気特性を超伝導量子干渉素子を用いて評価したところ、垂直磁気異方性が確認された。今後は、磁気異方性向上のための更なる材料の探索と最適化を進める。
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