巨大トンネル磁気抵抗を示すC-Co薄膜の磁気伝導特性の系統的評価

Systematic study of magneto-transport properties of C-Co films with giant tunnel magnetoresistance

境 誠司; 松本 吉弘; 菅井 勇*; 三谷 誠司*; 高梨 弘毅; 楢本 洋*; 岡安 悟  ; 前田 佳均

Sakai, Seiji; Matsumoto, Yoshihiro; Sugai, Isamu*; Mitani, Seiji*; Takanashi, Koki; Naramoto, Hiroshi*; Okayasu, Satoru; Maeda, Yoshihito

本研究では、C-Co薄膜の磁気伝導特性の組成依存性を系統的に調査した。その結果、トンネル磁気抵抗(TMR)効果の理論モデルにおいてスピン分極率の効果で説明できる磁気抵抗率(MR)の上限MR=50%を超える巨大TMR効果が生じる組成範囲がx17(CCox)であることを明らかにした。試料の磁気的特性から範囲以上にCo濃度が増大すると薄膜中のCoナノ粒子間に磁気的結合が生じることが示された。さらに、x17の範囲でCo濃度が減少するほどMRは増大することがわかった。これまでに明らかになったMRの電圧依存性の実験結果を踏まえると、今後、低Co濃度,低電圧条件での磁気伝導性を調べることで、MRの極限値100%に近いTMR効果が得られる可能性が考えられる。同条件での磁気伝導性の調査には、素子構造の工夫により素子を低抵抗化することが必要である。本研究では、上記と併せて、低抵抗化が可能なナノ積層素子を試作し、初めて、磁気抵抗効果の測定を行った。中程度のCo濃度の試料について、従来の素子と同様な50%以上の巨大TMR効果が得られることを確かめた。本結果により、巨大効果が薄膜自体の性質により生じていることが確証づけられた。

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