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超薄膜電極をもった磁気トンネル接合の量子サイズ効果

研究報告コード R013000330
掲載日 2003年10月1日
研究者
  • 長濱 太郎
  • 湯浅 新治
  • 鈴木 義茂
  • 田村 英一
  • 川越 毅
研究者所属機関
  • 独立行政法人 産業技術総合研究所
  • 独立行政法人 産業技術総合研究所
  • 独立行政法人 産業技術総合研究所
  • Joint Research Center for Atom Technology
  • Joint Reseach Center for Atom Technology
研究機関
  • Joint Research Center for Atom Technology
  • 独立行政法人 産業技術総合研究所
報告名称 超薄膜電極をもった磁気トンネル接合の量子サイズ効果
報告概要 このプロジェクトで我々は強磁性金属の電子状態を制御することによりスピン機能デバイスを作ろうとしている。最初の試みとして,超薄膜電極を持つ磁気トンネル接合(MTJ)を作ってトンネル磁気抵抗(TMR)効果に対する量子井戸の効果を研究した。単結晶超薄膜Fe(100)電極を持ったMTJ,Fe(100)(2-9ML)/Al2O3(1.7nm)/poly-FeCo(20nm) のトンネルスペクトルを研究した。トンネルスペクトル,すなわちI-V曲線の微分は正にバイアスした電極の状態密度に比例する。こうして,バイアス電圧Vを変えることにより,電極中の未占有の状態密度を観察することができる。図1に超薄膜Fe電極を持ったMJTのトンネルスペクトルを示す。正のバイアス範囲で振動成分が見られる。振動のピークの位置はFe電極の厚さが変わると系統的に動いている。このことから振動の起源は超薄膜Fe(100)電極の量子井戸状態から来ていることがわかる。これはTMRのバイアス依存性における量子井戸効果の初めての観察である。加えて,CuやCrの超薄膜電極についても興味深い結果を得た。この新しい効果は我々に新しい電圧制御スピン機能デバイスを作り出す可能性を与えてくれる。
画像

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研究分野
  • 金属結晶の電子伝導
  • 金属-絶縁体-金属構造
  • 金属結晶の磁性
  • 固体デバイス
研究制度
  • 戦略的創造研究推進事業 CRESTタイプ、電子・光子等の機能制御/研究代表者 鈴木 義茂(独立行政法人産業技術総合研究所エレクトロニクス研究部門)/科学技術振興事業団
研究報告資料
  • 長濱 太郎,湯浅 新治,鈴木 義茂,田村 英一,川越 毅. Quantum size effects in the magnetic tunnel junctions with ultrathin electrodes. The Second CREST Symposium on ''Function Evolution of Materials and Devices based on Electron/Photon Related Phenomena'',2001. p.160 - 160.

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