スピネル型単結晶トンネルバリアを有する新規強磁性トンネル接合の開拓

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22686066
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 構造・機能材料
• 研究機関: 独立行政法人物質・材料研究機構
• 研究代表者: 介川 裕章 独立行政法人物質・材料研究機構, 磁性材料ユニット, 研究員 (30462518)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: スピントロニクス

研究概要

結晶性MgAl2O4バリアを用いたトンネル磁気抵抗(TMR)素子の開発に成功し,接合界面に欠陥を含まない格子整合界面の実現およびコヒーレントトンネル効果によるTMR比増大効果を実証した。さらに,MgAl2O4のスピネル構造の陽イオン位置を不規則化させたMgAl2O4を用いることでTMR比が飛躍的に増大することを明らかにし,この効果によって室温で300%以上の巨大なTMR比を達成した。これによってMgAl2O4のスピントロニクス材料としての有望性が明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] Enhanced tunnel magnetoresistance in a spinel oxide barrier with cation site disorder (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Sukegawa, Y. Miura, S. Muramoto, S. Mitani, T. Niizeki, T. Ohkubo, K. Abe, M. Shirai, K. Inomata, and K. Hono
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 86巻 ページ: 184401-1-5
  • DOI: DOI: 10.1103/PhysRevB.86.184401
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin-transfer switching in full-Heusler Co2FeAl-based magnetic tunnel junctions (2012)
  • 著者名/発表者名: H.Sukegawa, Z. C. Wen, K.Kondou, S. Kasai, S. Mitani, and K. Inomata
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 巻: 100巻 ページ: 182403-1-5
  • DOI: DOI: 10.1063/1.4710521
  • 査読あり
• [雑誌論文] Signature of Coherent Transport in Epitaxial Spinel-Based Magnetic Tunnel Junctions Probed by Shot Noise Measurement (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Tanaka, T. Arakawa, K. Chida, Y. Nishihara, D. Chiba, K. Kobayashi, T. Ono, H. Sukegawa, S. Kasai, and S. Mitani
  • 雑誌名: Appl. Phys. Express 巻: 5巻 ページ: 053003-1-3
  • DOI: DOI: 10.1143/APEX.5.053003
  • 査読あり
• [雑誌論文] エピタキシャルFe/MgAl2O4/Fe(001)強磁性トンネル接合における結晶性と伝導特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Sukegawa, H. Xiu, T. Ohkubo, T. Niizeki, S. Kasai, T. Furubayashi S. Mitani, K. Inomata, and K. Hono
  • 雑誌名: Journal of The Magnetics Society of Japan 巻: 35巻 ページ: 254-259
  • DOI: DOI: 10.3379/msjmag.1104R011
  • 査読あり
• [学会発表] Giant tunnel magnetoresistance and coherent tunneling effect in epitaxial MgAl2O4-based tunnel junctions (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Sukegawa
  • 学会等名: International Symposium On Computational Science 2013
  • 発表場所: 金沢大学,金沢市
  • 年月日: 20130218-21
• [学会発表] Epitaxial magnetic tunnel junctions with a nomocrystalline Al2O3 barrier (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Sukegawa
  • 学会等名: The 12th Joint MMM/Intermag Conference
  • 発表場所: Chicago, USA
  • 年月日: 20130114-18
• [学会発表] Enhanced tunnel magnetoresistance in magnetic tunnel junctionswith a cubic Mg-Al-O barrier (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Sukegawa
  • 学会等名: International Conference of AUMS (ICAUMS2012)
  • 発表場所: 奈良市
  • 年月日: 20121002-05
• [学会発表] CoFe/Mg-Al-Ox/CoFe接合のトンネル磁気抵抗効果とスピン注入磁化反転 (2012)
  • 著者名/発表者名: 介川裕章
  • 学会等名: 2012年 秋季 第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛媛大学・松山大学,松山市
  • 年月日: 20120911-14
• [学会発表] Enhanced tunnel magnetoresistance in magnetic tunnel junctions with an epitaxial Mg-Al-O barrier (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Sukegawa
  • 学会等名: The 19th International Conference on Magnetism (ICM2012)
  • 発表場所: Busan, Korea
  • 年月日: 20120708-13
• [学会発表] 準安定立方晶Al2O3を用いたエピタキシャル強磁性トンネル接合 (2012)
  • 著者名/発表者名: 介川裕章
  • 学会等名: 2012年春季 第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田大学, 東京
  • 年月日: 2012-03-15
• [学会発表] エピタキシャルMg-Al-Oxバリア層を用いた強磁性トンネル接合における大きなトンネル磁気抵抗効果 (2011)
  • 著者名/発表者名: 介川裕章
  • 学会等名: 2011年春季 第58回 応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学,厚木市
  • 年月日: 2011-03-02
• [学会発表] Bias voltage dependence of tunnel magnetoresistance for fully-epitaxial Fe/spinel MgAl2O4/Fe junctions (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Sukegawa
  • 学会等名: 55th Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials
  • 発表場所: Atlanta, USA
  • 年月日: 20101114-18
• [学会発表] Improvement of bias voltage dependence in lattice-matched MgAl2O4-based magnetic tunnel junctions (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Sukegawa
  • 学会等名: ICAUMS2010 (International Conference of AUMS)
  • 発表場所: Jeju Island, Korea
  • 年月日: 2010-12-07
• [備考]
  • URL: http://www.nims.go.jp/apfim/spin/indexJ.html