Effect of heavy element on magneto-transport properties in magnetic FeCoNiCuPd high-entropy alloy thin films

磁性FeCoNiCuPdハイエントロピー合金薄膜の磁気伝導特性における重元素の効果

鈴木 和也; 窪田 崇秀*; 高梨 弘毅

Suzuki, Kazuya; Kubota, Takahide*; Takanashi, Koki

磁性FeCoNiCuPdハイエントロピー合金(HEA)薄膜の構造、磁気、および磁気伝達特性を調査し、重元素であるパラジウム(Pd)が磁気伝達において果たす役割を評価した。銅とパラジウムの組成比を変えたFeCoNiCuPd薄膜は、室温でコスプッタリング法により作製され、単相fcc構造を示した。作製されたすべての薄膜は、室温で軟磁性的なヒステリシスループを示しました。異方性磁気抵抗効果と異常ホール効果がPdに依存することは、大きなスピン軌道相互作用を持つ重金属が磁性HEAの磁気伝達において重要な役割を果たすことを示唆している。この発見は、将来のスピントロニクス材料のための磁性HEAにおける磁気伝達現象の理解を促進するだろう。

The structural, magnetic, and magneto-transport properties of ferromagnetic FeCoNiCuPd high-entropy alloy (HEA) thin films were investigated to assess the role of the heavy element Pd in magneto-transport. The FeCoNiCuPd films with varying composition ratios of Cu and Pd were fabricated by a co-sputtering process at ambient temperature, and the resulting films exhibited a face-centered cubic structure with a homogenous single phase. All the films exhibited ferromagnetic hysteresis curves with soft magnetic behavior at room temperature. The dependence of the anisotropic magnetoresistance effect and anomalous Hall effect on Pd suggests that heavy metals with large spin-orbit interactions play an important role in the magneto-transport of magnetic HEAs. This finding will facilitate the understanding of the magneto-transport phenomenon in magnetic HEAs for future spintronic materials.