磁性金属-非金属ナノグラニュラー構造薄膜の磁場中成膜とそのホール効果

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09750723
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 三谷 誠司 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (20250813)
• Keywords: グラニュラー構造 / 磁性金属 / スピン依存伝導 / 磁気抵抗 / ホール効果 / 薄膜 / 磁場中成膜 / 磁気異方性

Research Abstract

磁性金属-非金属ナノグラニュラー構造薄膜は、直径数ナノメートルの磁性金属微粒子を非金属絶縁体が取り囲む構造を有しており、トンネル巨大磁気抵抗、巨大ホール効果など特異な磁気伝導現象を示す。 本研究では、磁性金属-非金属ナノグラニュラー構造薄膜を磁場中成膜することによって磁気異方性制御・ナノ構造制御を行い、その磁気伝導現象に及ぼす効果および機能性新材料への可能性を調べる。
本年度は、磁場中成膜のための真空中磁場発生装置を作製し、その動作試験、予備的成膜実験を行うに至った。 次年度に本格的な磁場中成膜を行い、その磁気伝導特性を調べる予定である。 また、本年度の成果として、比較対象となる無磁場中成膜において特異な磁気伝導特性を見出した。 Fe-AlO および Co-Al-O グラニュラー薄膜のトンネル巨大磁気抵抗の温度変化の測定・解析により、トンネル巨大磁気抵抗に微粒子の帯電工ネルギーの効果が関与していることを見出した。 帯電エネルギーのために、高次のトンネル効果が支配的になっていると解釈できた。 次年度には、磁場中成膜した場合の試料について、帯電エネルギーの効果を調べる。 また、磁場中熱処理による磁気異方性付与の実験によって、Fe-Mg-O グラニュラー薄膜は磁場中プロセスが効果的であり、磁場中成膜実験に適した系であることを知見した。

Research Products

• [Publications] 三谷誠司: "グラニュラー系のトンネル型GMR" 固体物理. 32. 231-241 (1997)
• [Publications] S.Mitani: "Spin-dependent tunneling phenomenain insulating granular systems" Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 165. 141-148 (1997)
• [Publications] 三谷誠司: "Fe基金属-酸化物グラニュラー構造薄膜の巨大磁気抵抗とHall効果" 日本応用磁気学会誌. 21. 465-468 (1997)
• [Publications] S.Mitani: "Temperature dependence of tunnel-type GMR in insulating granular systems" Journal of Magnetism and Magnetic Materials. (in press). (1998)
• [Publications] S.Mitani: "Anomalous behavior of temperature and bias-voltage dependence of tunnel type GMR" Journal of Applied Physics. (in press). (1998)
• [Publications] 薬師寺啓: "金属-非金属グラニュラー薄膜におけるGMRのバイアス電圧依存性" 日本応用磁気学会誌. 22(in press). (1998)