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小さなコンタクト面積を持つCo/Al接合のスピン依存Hall効果

研究報告コード R013000331
掲載日 2003年10月1日
研究者
  • 大谷 義近
  • 石山 智一
  • 金 承九
研究者所属機関
  • Department of Materials Science, Graduate School of Engineering, Tohoku University
  • Department of Materials Science, Graduate School of Engineering, Tohoku University
  • Department of Materials Science, Graduate School of Engineering, Tohoku University
研究機関
  • Department of Materials Science, Graduate School of Engineering, Tohoku University(東北大学大学院材料物性学専攻)
報告名称 小さなコンタクト面積を持つCo/Al接合のスピン依存Hall効果
報告概要 スピン分極した電子を強磁性体から非磁性体に注入すると,非磁性体の中に非平衡磁化(NEM)を誘起する。この研究の目的は異常Hall効果を測定することで非磁性体中でのNEMの空間分布とスピン拡散長を決定することにある。熱酸化Si基板の上にCo/Al接合を電子ビームリソグラフィと高真空蒸着装置を用いて微細加工した。Coの厚さは100nmでその上に200nmの厚さのAlを積んだ。コンタクトサイズは0.05μm×0.5μmでAlの線幅は0.5μm。0.5μm幅のHallバーをCo/Alコンタクト位置から0.5,5.0,10.0μm離れたところに置いた。Hall抵抗の測定は試料に垂直に-3から3Tの磁場をかけ,温度は2から300Kで行った。Hall抵抗は一般にρ(H)=R(0)B+R(S)M(S)と表される。ここでR(0)は正常Hall効果,Bは磁場,M(S)は誘起されたNEM,R(S)は異常Hall係数。異常Hall効果の寄与R(S)M(S)はHall抵抗の磁場0への外挿から求まる。そうして得た結果を距離xの関数としてプロットすると図1となる。これはNEMの空間分布を反映しており,ここから指数関数的減衰を仮定してスピン拡散長を求めると~5μmとなる。またNEMの接合界面での値を計算すると0.28×10-3eVとなった。
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研究分野
  • 金属の電子伝導一般
  • 接合
  • 金属結晶の磁性
関連発表論文 (1)Y. Otani, T. Ishiyama, S.G. Kim and K. Fukamichi, J. Appl. Phys. 87 (2000) 6995.
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
  • 大谷 義近,石山 智一,S.G. Kim. Spin dependent Hall effect in Co/Al junctions with small contact area. The Second CREST Symposium on ''Function Evolution of Materials and Devices based on Electron/Photon Related Phenomena'',2001. p.161 - 161.

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