ナノワイヤーアレイ構造を用いたバリスティック磁気抵抗素子に関する研究

采用纳米线阵列结构的弹道磁阻元件研究

基本信息

批准号：
16760244
负责人：
小峰啓史
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Ibaraki University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

今年度は,バリスティック磁気抵抗効果(BMR)の要因の一つであるとされるナノ接合におけるスピン偏極率の理論的な研究,および,ナノ接合素子の作製と磁気抵抗の評価を行った.BMRの要因として,ナノ接合系におけるスピン偏極率の増大および接合部に形成させる狭い磁壁が拳げられる.今年度は第一原理計算を用いて,強磁性Niナノ接合アレイ構造の接合形状が電子状態に及ぼす影響について理論解析を進め,接合部におけるスピン偏極率および磁気モーメント分布を計算した.その結果,接合部ではバルクNiに比べて,大きなスピン偏極率が得られる可能性があること,また,接合部が外力により引き延ばす,もしくは,細長いワイヤ状にすることでさらに大きなスピン偏極率が得られる可能性を示唆した.また,接合の交換エネルギーの減少から,磁壁閉じこめが起こり得ることを明らかにした.実験的には,グラニュラー構造中間層を持つスピンバルブ素子を作製して,磁気抵抗の評価を行った.今年度は特に膜面垂直通電するための素子構造を中心に検討し,特別な微細加工を用いない微小接合形成方法を提案した.その結果,実効断面積の小さな素子を作製し,磁気抵抗比が向上した.また,中間層として準備したNi-SiO_2グラニュラー中間層の磁性,電気伝導に対するNi量の相関関係を明らかにし,ナノ接合を作製するために必要Ni量を見積もった.

今年，我们对纳米结中的自旋极化率（被认为是弹道磁阻效应（BMR）背后的因素之一）进行了理论研究，并制作了纳米结元件并评估了其磁阻的影响因素：纳米结系统中自旋极化的增加以及结处形成的狭窄畴壁。今年，我们将进行第一性原理计算。我们对铁磁Ni纳米结阵列结构中结形状对电子态的影响进行了理论分析，并计算了结处的自旋极化和磁矩分布。结果，我们发现与块体Ni相比，可以获得大的自旋极化，也有可能关节受到外力拉伸或者被拉长。有人提出，通过使线形状更细，可以获得更大的自旋极化。还揭示，由于结的交换能的降低，可能会发生畴壁限制。实验发现，颗粒结构We制作了带有中间层的自旋阀器件并评估了其磁阻。今年，我们将特别关注垂直于薄膜表面传导电流的器件结构。我们主要研究并提出了一种不需要特殊微加工的微结形成方法。结果，我们制造了有效截面小的元件并提高了磁阻比。此外，我们开发了一种不需要特殊微加工的微结形成方法。我们阐明了镍含量与颗粒中间层的磁性和电导率之间的关系，并估算了制造纳米结所需的镍含量。