2007 Fiscal Year Annual Research Report
ナノ狭窄電子系構造体薄膜の作製とそのストレージデバイスへの適用
Project/Area Number |
07J07868
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Research Institution | Tohoku University |
Principal Investigator |
河崎 昇平 Tohoku University, 大学院・工学研究科, 特別研究員(DC1)
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Keywords | 自己組織化 / 磁気ヘッド素子 / その場観察法 / 単一の導電チャネルの抵抗計測 |
Research Abstract |
自己組織化材料・プロセスの研究と磁気ヘッド素子の試作・評価・解析法の開発の一部(素子化・評価)を行った。自己組織化によって形成される導電チャネルを含む1nm級の極薄酸化物の形成メカニズムについて調査を行った。具体的には、これまでに蓄積された実験結果をもとに、Co_<1-χ>Fe_χ(χ=0.1、χ=0.7)、Cr/Co_<1-χ>Fe_χ、Al/Co_<0.9>Fe_<0.1>、Al/Cu、 Ta/Co_<0.9>Fe_<0.1>の各表面における酸化過程と導電チャネルの形成過程(Ta以外は自然酸化、Taはイオンアシスト酸化)をその場観察法(In-Situ AFM/STM)、磁気測定、MR測定、XPS、TEMなどの分析・観察法を用いて調べた。そこで得られた酸化物の形成過程(Al原子の表面への移動、酸化物の形成・凝集)、酸化物の構造と磁性などの結果をもとに、ナノ狭窄構造体となる導電チャネルを含む1nm級の極薄酸化物層の形成メカニズムのモデル化を行った。モデルより示された1nm級の導電チャネルを含むナノ狭窄構造体の開発指針は、表面での酸化物形成能の高いAl、 Cr、 Siなどの極薄酸化物層の形成と表面における酸化物形成反応、Alなどの物質移動、還元反応の制御にあり、結晶粒の微細化に加えて、加熱(処理)温度と酸素の供給が重要な制御パラメータとなることを明らかにした。さらに、観察に成功しているコンタクトモード(電流モード)の原子間力顕微鏡(c-AFM)のその場観察より得られた導電チャネル径(w)と電流値の関係(AFM短針の先端径より小さい範囲では電流はW^2に比例)より、単一の導電チャネルの抵抗計測が可能との考えに立ち、単一の強磁性導電チャネルの抵抗・磁気抵抗効果測定装置の作製を行った。計測回路(電子回路)上の各抵抗値の検討を行い、抵抗計測には新たな回路設計を完了し,実際にナノコンタクトのMR効果(磁気抵抗効果)を直接計測する装置を組み上げた。これらの抵抗計測およびMR効果の直接計測により,モデル化を行った各系の材料選択および最適化を行うことを可能とした。
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Research Products
(2 results)