一次元金属シリサイドの電子顕微鏡学的研究とスピンデバイスへの応用

一维金属硅化物的电子显微镜研究及其在自旋器件中的应用

• 批准号: 09J10171
• 负责人: 大平 豊
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J10171/
• 关键词: Si(110)表面; FeMnシリサイド; 強磁性シリサイドナノワイヤ; 電子線ホログラフィー; Si(110)面; FeCoシリサイド

本研究は、Siをベースとしたスピンデバイスの実現に向けて、Si基板上に直接成長し、かつ室温でも磁化したシリサイドナノワイヤの作製条件の探査とスピンデバイスへの応用を目的としている。ワイヤ状にすることで、スピンデバイスにおいて必要な磁化方向の制御が容易になると推察される。ワイヤ形状を作製する基礎基板として、低対称性を有するSi(110)表面を用いた。昨年度、極低温で強磁性体となるFeシリサイドナノワイヤに、少量のCoを添加したFeCoシリサイドナノワイヤが室温以上の自発磁化を有することを明らかにした。本年度は、スピンデバイスへ応用するために、保磁力の異なるもう1種類のシリサイドナノワイヤ、特にスピン分極率を増加させると期待されているMnを利用したFeMnシリサイドについて研究を行った。三元合金化を行うために、清浄化したSi(110)表面にFeとCoを共蒸着した。成長温度が600℃の場合、シリサイドナノワイヤは形成されない。一方、成長温度が700℃の場合、シリサイドナノワイヤが形成される。特に、後者では、電子線ホログラフィーによる磁化状態を評価した結果、FeCoシリサイドナノワイヤと同様、ワイヤ長手方向垂直に磁化していることを明らかにした。以上の結果から、室温以上の自発磁化を有したFeCoシリサイドナノワイヤとFeMnシリサイドナノワイヤの2種類の材料の合成に成功し、今後実際のスピンデバイスへの応用が期待できる。

为了实现硅基自旋器件，本研究旨在探索直接在硅衬底上生长并在室温下磁化的硅化物纳米线的制造条件，并将其应用于自旋器件。推测通过将其制成线状，可以更容易地控制自旋器件中所需的磁化方向。具有低对称性的Si(110)表面被用作制造线形状的基本基底。去年，我们发现FeCo硅化物纳米线是在Fe硅化物纳米线中添加少量Co制成的，在极低的温度下会变成铁磁性，在高于室温时具有自发磁化。今年，为了将其应用于自旋器件，我们对另一种具有不同矫顽力的硅化物纳米线进行了研究，特别是使用Mn的FeMn硅化物，有望增加自旋极化。为了进行三元合金化，将 Fe 和 Co 共沉积在清洁的 Si(110) 表面上。当生长温度为600℃时，没有形成硅化物纳米线。另一方面，当生长温度为700℃时，形成硅化物纳米线。特别是，在后一种情况下，使用电子束全息术评估磁化状态表明，磁化垂直于线的纵向，类似于FeCo硅化物纳米线。基于上述结果，我们成功合成了两种在室温以上具有自发磁化强度的材料：FeCo硅化物纳米线和FeMn硅化物纳米线，未来可期将其应用于实际的自旋器件中。

项目成果

電子線ホログラフィーを用いた鉄-コバルトシリサイドナノワイヤの磁性評価

使用电子束全息术对铁钴硅化物纳米线进行磁性评估

• 发表时间: 2009
• 作者: 大平豊;丹司敬義
• 通讯作者: 丹司敬義

FeCoシリサイドナノワイヤの作製と電子線ホログラフィーによる磁気特性評価

FeCo硅化物纳米线的制备及电子束全息磁性能评价

• 发表时间: 2010
• 作者: 大平豊;丹司敬義
• 通讯作者: 丹司敬義

Perpendicular Magnetic Anisotropy of Iron-Cobalt Silicide Nanowires on Si(110)

Si(110)上铁钴硅化物纳米线的垂直磁各向异性

• 发表时间: 2010
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics (In press)
• 作者: Y.Ohira;T.Tanji
• 通讯作者: T.Tanji

Magnetic iron-cobalt silicide nanowires on Si(110) surface

Si(110)表面磁性铁钴硅化物纳米线

• 发表时间: 2009
• 作者: Y.Ohira;T.Tanji
• 通讯作者: T.Tanji