2005 Fiscal Year Annual Research Report
原子間力顕微鏡を用いた微小強磁性トンネル接合の作製評価と帯電効果の検証
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16560269
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
竹村 泰司 横浜国立大学, 大学院・工学研究院, 助教授 (30251763)
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| Keywords | 原子間力顕微鏡(AFM) / 強磁性トンネル接合 / クーロンブロッケイド |
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| Research Abstract |
Ni/NiOプレーナ型2重強磁性トンネル接合では、2重障壁層に挟まれたアイランド電極のサイズを10nmオーダーに加工することが可能であり、帯電効果の検証が期待される。この基盤構造である微小強磁性トンネル接合を、高周波マグネトロンスパッタ装置にて成膜したNi薄膜(膜厚8〜20nm)を電子線リソグラフィまたはフォトリソグラフィとドライエッチングによりパターニングして作製した。さらに、このパターン薄膜に原子間力顕微鏡(AFM)を用いた局所酸化を施すことにより、Ni/NiOプレーナ型2重強磁性トンネル接合が形成される。基板には熱酸化Si基板(SiO2/Si基板)を用いた。
Ni/NiOプレーナ型2重強磁性トンネル接合の電流電圧測定ではトンネルダイオード特性が得られ、AFM局所酸化により形成した酸化物が障壁層として機能していることを確認した。電子線リソグラフィによりパターニングした試料では幅100nmの細線構造を有している。この細線構造では、直流抵抗の増大に伴い、AFM局所酸化における印加電圧しきい値も増大する傾向が見られ、安定した障壁層の形成が困難との課題も発生した。そこでAFM局所酸化における酸化過程を検討することにより、細線構造においても安定した障壁層の形成を試みた。具体的にはAFMカンチレバーに通電される反応電流を測定し、酸化反応に関与する電荷量を求めた。この実験から細線金属においても良好な障壁層形成が可能であることを見いだした。
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