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2012 年度 実績報告書

高スピン分極強磁性材料の探索とそのデバイス適合性の検討

研究課題

研究課題/領域番号 22246091
研究機関独立行政法人物質・材料研究機構

研究代表者

宝野 和博  独立行政法人物質・材料研究機構, その他部局等, その他 (60229151)

研究分担者 高橋 有紀子  独立行政法人物質・材料研究機構, その他部局等, 研究員 (50421392)
林 将光  独立行政法人物質・材料研究機構, その他部局等, 研究員 (70517854)
研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2014-03-31
キーワード磁性材料 / スピントロニクス
研究概要

これまでに行ったPCAR測定により、Co2Mn(Ge,Ga), Co2Fe(Ge,Ga), Co2Fe(Si,Ge)などの4元系強磁性ホイスラー合金で、高いスピン分極率が得られることが分かった。これら新規探索材料を電極として、AgをスペーサとしたCPP-GMR素子を作製し、素子における伝導電子のバルクならびに界面でのスピン散乱非対称性を評価した。これらの材料で高いCPP-GMRが得られる原因を特定するために、磁気抵抗出力を磁性層厚さについて系統的に測定し、理論へのfittingの結果、バルクならびに界面スピン散乱異方性が極めて高くなっていることが分かった。また磁気抵抗出力を最適化するために、スペーサ層をAg, Cu, Cu2TiAlで比較し、全ての層がホイスラー層のCo2Fe(Ge,Ga)/Cu2TiAl/Co2Fe(Ge,Ga)三層素子で高いMR出力を低温アニールで実現できることを示した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

申請時に提案したように、新規高スピン分極強磁性材料の探索に成功し、その新材料を種々のデバイスに展開して、いずれのデバイスでもこれまでの記録を更新する特性が得られている。またCu2TiAl新規スペーサ材料ですぐれた磁気抵抗特性が得られることをみいだした。

今後の研究の推進方策

ハードディスクメーカーとの共同研究を進め、応用上のニーズや仕様を的確に掌握し、これまでの基礎研究で得られた成果をもとに実用に適した多結晶デバイスに展開する。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Current-perpendicular-to-plane giant magnetoresistance using Co2Fe(Ga1-xGex) Heusler alloy2013

    • 著者名/発表者名
      H. S. Goripati, T. Furubayashi, Y. K. Takahashi, and K. Hono
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 113 ページ: 043901

    • DOI

      10.1063/1.4788672

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structure and magnetoresistive properties of current-perpendicular-to-plane pseudo-spin valves using polycrystalline Co2Fe-based Heusler alloy films2013

    • 著者名/発表者名
      T.M. Nakatani, Ye Du, Y.K. Takahashia, T. Furubayashi, K. Hono
    • 雑誌名

      Acta Materialia

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1016/j.actamat.2013.03.001

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ハードディスクドライブ用磁気センサー応用を目指したホイスラー合金CPP-GMR素子の研究2013

    • 著者名/発表者名
      中谷友也、高橋有紀子、古林孝夫、宝野和博
    • 雑誌名

      まてりあ

      巻: 52 ページ: 99 - 107

    • 査読あり
  • [雑誌論文] L10 ordered FePt based perpendicular recording media for heat assisted magnetic recording2013

    • 著者名/発表者名
      B. S. D. C. S. Varaprasad, M. Chen, Y.K. Takahashi and K. Hono
    • 雑誌名

      Magnetics, IEEE Transactions on

      巻: 49 ページ: 718 - 722

    • DOI

      10.1109/TMAG.2012.2218227

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin polarization and Gilbert damping of Co2Fe(GaxGe1-x) Heusler alloys2012

    • 著者名/発表者名
      B.S.D.Ch.S. Varaprasad, A. Srinivasan, Y. K.Takahashi, M. Hayashi, A. Rajanikanth, and K. Hono
    • 雑誌名

      Acta Materialia

      巻: 60巻

    • DOI

      10.1016/j.actamat.2012.07.045

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Co-based Heusler alloys for CPP-GMR spin-valves with large magnetoresistive outputs2012

    • 著者名/発表者名
      T. M. Nakatani, N. Hase, H. S. Goripati, Y. K. Takahashi, T. Furubayashi and K. Hono
    • 雑誌名

      Magnetics, IEEE Transactions on

      巻: 48 ページ: 1751 - 1757

    • DOI

      10.1109/TMAG.2011.2174436

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of NiAl underlayer and spacer on magnetoresistance of current-perpendicular-to-plane spin valves using Co2Mn(Ga0.5Sn0.5) Heusler alloy2012

    • 著者名/発表者名
      N. Hase, T.M. Nakatani, S. Kasai, Y.K. Takahashi, T. Furubayashi and K. Hono
    • 雑誌名

      Journal of Magnetism and Magnetic Materials

      巻: 324 ページ: 440-444

    • DOI

      10.1016/j.jmmm.2011.08.012

    • 査読あり
  • [学会発表] Current-Perpendicular-to-Plane Giant Magnetoresistance in Pseudo Spin Valves with Co2Fe(Ge0.5Ga0.5) Heusler Alloy Ferromagnetic Layers and Cu/Ag Spacer2013

    • 著者名/発表者名
      Songtian Li
    • 学会等名
      12th Joint MMM/Intermag Conference
    • 発表場所
      Chicago, USA
    • 年月日
      20130114-20130118
  • [学会発表] Search for highly spin polarized ferromagnetic materials and their device applications2012

    • 著者名/発表者名
      高橋有紀子
    • 学会等名
      ICAUMS 2012 (International Conference of the Asian Union of Magnetics Societies)
    • 発表場所
      奈良市、日本
    • 年月日
      20121002-05
    • 招待講演
  • [学会発表] Materials for ultrahigh density magnetic recording2012

    • 著者名/発表者名
      宝野和博
    • 学会等名
      JEMS2012 (The Joint European Magnetic Symposia)
    • 発表場所
      Palma, Italia
    • 年月日
      20120909-14
    • 招待講演
  • [学会発表] Low resistance narrow read sensors using high spin-polarization Heusler alloys2012

    • 著者名/発表者名
      宝野和博
    • 学会等名
      INTERMAG2012
    • 発表場所
      Vancouver, Canada
    • 年月日
      20120507-11
    • 招待講演

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公開日: 2014-07-24  

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