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論文

Magnetic and magnetotransport properties in nanogranular Co/C$$_{60}$$-Co film with high magnetoresistance

境 誠司; 薬師寺 啓*; 三谷 誠司*; 菅井 勇; 高梨 弘毅*; 楢本 洋*; Avramov, P.; Lavrentiev, V.*; 鳴海 一雅; 前田 佳均

Materials Transactions, 48(4), p.754 - 758, 2007/04

 被引用回数:8 パーセンタイル:51.29(Materials Science, Multidisciplinary)

10-80%のトンネル磁気抵抗効果を示す交互蒸着法によるC$$_{60}$$-Co薄膜の磁気的性質を調べた。磁化特性の磁場及び温度への依存性について、Coナノ粒子に起因するブロッキング温度が約40Kの超常磁性が明らかになった。磁化応答は粒径分布を考慮したランジュバン関数で表され、それによりCoナノ粒子の平均粒径は3.1nm,粒径分布1nmと見積もられた。磁気的性質の測定結果に基づいて、C$$_{60}$$-Co薄膜の構造と磁気伝導現象の詳細を議論した。

論文

Tunnel magnetoresistance in Co nanoparticle/Co-C$$_{60}$$ compound hybrid system

境 誠司; 薬師寺 啓*; 三谷 誠司*; 高梨 弘毅*; 楢本 洋; Avramov, P.; 鳴海 一雅; Lavrentiev, V.; 前田 佳均

Applied Physics Letters, 89(11), p.113118_1 - 113118_3, 2006/09

 被引用回数:58 パーセンタイル:86.98(Physics, Applied)

本論文では、Co-C$$_{60}$$ハイブリッド薄膜におけるスピン依存伝導について初めての結果を報告する。Co-C$$_{60}$$ハイブリッド薄膜は超高真空中でCoとC$$_{60}$$を交互に蒸着して作成したもので、Co-C$$_{60}$$化合物の母相中にCoナノ粒子が分散した状態であることが同定された。Co-C$$_{60}$$ハイブリッド薄膜は、印加バイアスに強く依存する特有なトンネル磁気抵抗効果を示し、磁気抵抗は低バイアス下で数10%であったが、高バイアス下では最大で80%に達することを見いだした。この磁気抵抗の大きさは、ナノグラニュラー薄膜の磁気抵抗効果として異常に大きな値である。磁気抵抗のバイアス依存性から、観測されたトンネル磁気抵抗効果はCo-C$$_{60}$$化合物の電子構造との関連が推察される。

口頭

Co-C60グラニュラー薄膜の構造と電磁気的特性

境 誠司; 薬師寺 啓*; 楢本 洋; 鳴海 一雅; 三谷 誠司*; 高梨 弘毅*

no journal, , 

本研究では、同時蒸着Co-C60混合膜について高Co濃度領域で生じるナノグラニュラー状態に着目して、それの磁気伝導性について研究を行ってきた。これまでの研究で、約600K以上の焼鈍により半導体のCo-C60化合物が高絶縁性のC60に分解すると、比較的高温(77K)までCoナノ粒子間のトンネル伝導による磁気電導性が発現し、粒子の帯電効果による非線形I-V特性が観測されることを見いだしたが、得られた磁気抵抗は1%以下であった。一方、最近の理論計算でC60や単層炭素ナノチューブと遷移金属原子が共有結合した系についてバルク状態の磁性金属より著しく大きなスピン分極の発現が予言されており、本系のスピン輸送材料としての有用性が期待される。これまでに観測された小さな磁気抵抗の原因として、熱分解した後のC60母相中に残存するCo原子等によるスピン散乱やCoナノ粒子-C60界面状態の不適正を推測している。本講演では、前者による可能性を検証する目的で新たに作成した交互蒸着法によるCo-C60混合薄膜について、純C60母相と数nm径のCoナノ粒子から成るグラニュラー状態が生じることや、同時/交互蒸着Co-C60薄膜の磁気伝導性の比較,成膜温度による変化について報告する。

口頭

グラニュラーCo/Co-C$$_{60}$$ハイブリッド膜のトンネル磁気伝導

境 誠司; 菅井 勇; 薬師寺 啓*; 三谷 誠司*; 高梨 弘毅*; 楢本 洋; Avramov, P.; 鳴海 一雅; 前田 佳均

no journal, , 

交互蒸着法で作成したCo-C$$_{60}$$混合体について新たに見いだした、Co/Co-C$$_{60}$$ハイブリッド膜の生成とバイアスに強く依存するトンネル磁気伝導現象について報告する。Co-C$$_{60}$$混合体薄膜(100nm厚)は、超高真空中でCoとC$$_{60}$$をMgO(001)基板上に交互蒸着して作成した。ラマンスペクトルと磁化曲線の解析から、Coナノ粒子(数nm径)がCo-C$$_{60}$$化合物(ConC$$_{60}$$:n=5)中に分散したグラニュラーCo/Co-C$$_{60}$$膜の生成が明らかになった。Coナノ粒子(平均粒径3.1nm)を12体積%の割合で含むCo/Co-C$$_{60}$$膜について、低バイアス領域でのトンネル伝導度と磁気抵抗はバイアス電圧によらず一定で、2K, 10kOeでの磁気抵抗は26%であった。これは、Co-C$$_{60}$$化合物をバリア層とするCoナノ粒子間の自由電子のスピン依存トンネルに起因できる。一方、高バイアス領域では強い電圧依存性が観測され、10K以下での磁気抵抗は最大50-80%に達した。

口頭

Tunneling magnetotransport in hybrid system of cobalt and C$$_{60}$$

境 誠司; 菅井 勇; 薬師寺 啓*; 三谷 誠司*; 高梨 弘毅*; 楢本 洋; Avramov, P.; 鳴海 一雅; 前田 佳均

no journal, , 

最近、同時蒸着及び交互蒸着法によりCo-C$$_{60}$$化合物中にCoナノ粒子が分散したナノグラニュラー薄膜が得られることを見いだした。これまでに、交互蒸着法で作成したナノグラニュラー薄膜が印加バイアスに強く依存する巨大なトンネル磁気抵抗(TMR)効果を示すことを明らかにした。本研究では、同時蒸着法で作成したCo-C$$_{60}$$ナノグラニュラー薄膜の磁気伝導性の評価を行ったので報告する。同時蒸着Co-C$$_{60}$$膜も、交互蒸着薄膜と類似のTMR効果を生じることが明らかになった。磁気抵抗は、印加電圧に強い依存性を示し高バイアス領域で約50%(10K以下)に達した。交互蒸着薄膜で明確でなかった新しい知見として、低バイアス領域においても磁気抵抗のバイアス依存性が観測され、特にバイアス電圧が低い領域でも磁気抵抗が増大することがわかった。講演では、ラマン分光などの測定結果を踏まえて、作成法に依存する微視的構造とTMR特性の関連を議論する。

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