巨大磁気抵抗効果(GMR)からトンネル磁気抵抗効果(TMR)へ

From GMR to TMR

前川 禎通; 家田 淳一   

Maekawa, Sadamichi; Ieda, Junichi

数原子層の厚さの強磁性金属と非磁性金属を交互に積み重ねた金属多層膜では磁界により電気抵抗が大きく変化する。1988年に発見された、この現象、巨大磁気抵抗効果(GMR)は磁性と電気伝導のさまざまな問題を提起するとともに、スピンエレクトロニクス(スピントロニクス)と呼ばれるナノテクノロジーの新分野を生み出した。そして、現在、数原子層の絶縁体を強磁性金属ではさんで得られるトンネル素子の磁気抵抗効果(TMR)がより大きな基礎及び応用の分野へと発展している。さらに、これらの研究はナノメートル領域での電荷の流れ(電流)と磁気の流れ(スピン流)の相互作用から生み出される物理現象としての理解が進んでいる。

A multilayer alternately stacked with several atomic layers of a ferromagnetic metal and those of a normal metal shows a drastic decrease in its electrical resistance in an applied magnetic field. This discovery in 1988, the giant magnetoresistance (GMR), has developed a new nanotechnology, the so-called spin-electronics (spintronics), offering a variety of issues which involve in magnetism and electrical conduction. Tunnel magnetoresistance (TMR) observed in a tunnel junction, which sandwiches in a few atomic layers of an insulator between ferromagnetic metals, attracts much attention these days both in fundamental and applied levels. Currently this stream leads to understandings of physical phenomena emerging from interactions between charge current and spin current in nanoscale materials.