磁性薄膜素子
【課題】
本発明は、従来不可能とされていた電気抵抗×面積が０．３Ω・μｍ２、かつ磁気抵抗変化率が５％以上となる磁性薄膜素子を提供することを目的とする。
【解決手段】
発明１の磁性薄膜素子は、少なくとも強磁性金属層と基材との間に、前記強磁性金属層の下地層として、面心立方格子の構造を持ち、かつ前記強磁性金属層よりも低い電気抵抗である金属からなる層が設けてあることを特徴とする。
本発明は、従来不可能とされていた電気抵抗×面積が０．３Ω・μｍ２、かつ磁気抵抗変化率が５％以上となる磁性薄膜素子を提供することを目的とする。
【解決手段】
発明１の磁性薄膜素子は、少なくとも強磁性金属層と基材との間に、前記強磁性金属層の下地層として、面心立方格子の構造を持ち、かつ前記強磁性金属層よりも低い電気抵抗である金属からなる層が設けてあることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基材上に強磁性金属層、常磁性金属層及び強磁性金属層の３層構造を持つ薄膜が設けてある磁性薄膜素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
強磁性金属／常磁性金属／強磁性金属の３層構造を持つ薄膜の面直方向磁気抵抗効果（ＣＰＰ−ＧＭＲ）を利用した磁性薄膜素子は、高性能読み出し磁気ヘッド用として期待されている。高性能化のためには低い抵抗値と高い磁気抵抗変化率を実現させる必要がある。
Ｂ２型あるいはＬ２１型規則構造のホイスラー合金ＣＦＡＳを用い [００１]方向が膜面に垂直になるような結晶方位でエピタキシャル成長させたＣＦＡＳ／ＭｇＯ／ＣＦＡＳ ３層構造膜は、ＣＦＡＳが高いスピン偏極度を持ち、膜面垂直方向に大きなトンネル磁気抵抗効果を示すことが非特許文献１により知られている。ＭｇＯの代わりに金属を用いることによって、電気抵抗値を下げることが期待される。同じく非特許文献１においてＣｒとＣＦＡＳがエピタキシャル成長することは知られているが、この組み合わせによる大きな膜面垂直方向磁気抵抗効果は得られていない。
また、別のＬ２１型規則構造を持ったホイスラー合金Ｃｏ２ＭｎＳｉ（ＣＭＳ）を用い、ＣＭＳを、ＣＭＳ／Ｃｒ／ＣＭＳを[００１]方向が膜面に垂直になるような結晶方位でエピタキシャル成長させた３層構造による膜面垂直磁気抵抗効果が非特許文献２に報告されているが、電気抵抗×面積の値が０．７９Ω・μｍ２と高く磁気抵抗変化率も２．４％と低い値にとどまっている。
ホイスラー合金を用いたＣＰＰ−ＧＭＲ素子は特許文献１に記述されているが、組成や結晶方位に関する詳細な記述はない。
別のホイスラー合金Ｃｏ２ＭｎＧｅ（ＣＭＧ）を用い、ＣＭＧ/Ｃｕ/ＣＭＧの３層構造によるＣＰＰ−ＧＭＲが特許文献２に記載されている。ただしこの文献ではＣＭＧは［１１０］方向が膜面に垂直になるような優先配向をしているが全く規則構造を取っていない。
別の組成のホイスラー合金を用いたＣＰＰ−ＧＭＲが特許文献３に記載されている。この場合もホイスラー合金の詳細な結晶構造に関する記載はなく、不規則相の多結晶体であると推測される。
電気抵抗×面積が０．３Ω・μｍ２以下、かつ磁気抵抗変化率が５％以上となることが求められる。
【０００３】
＜非特許文献１＞ Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ， Ｖｏｌ． ４６， Ｎｏ． １９， ２００７／５／１１． Ｎ． Ｔｅｚｕｋａ， Ｎ． Ｉｋｅｄａ， Ｓ． Ｓｕｇｉｍｏｔｏ， Ｋ． Ｉｎｏｍａｔａ．
＜非特許文献２＞ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ， Ｖｏｌ． ８８， ２２２５０４．２００６／５／３０ Ｋ． Ｙａｋｕｓｈｉｊｉ， Ｋ． Ｓａｉｔｏ， Ｓ． Ｍｉｔａｎｉ， Ｋ． Ｔａｋａｎａｓｈｉ， Ｙ． Ｋ． Ｔａｋａｈａｓｈｉ， Ｋ． Ｈｏｎｏ
＜非特許文献３＞ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｖｏｌ．１０２，Ｉｓｓｕｅ ４， Ａｒｔｉｃｌｅ Ｎｕｍｂｅｒ ０４３９０３，Ｓ．Ｖ．Ｋａｒｔｈｉｋ， Ａ．Ｒａｊａｎｉｋａｎｔｈ， Ｔ．Ｍ．Ｎａｋａｔａｎｉ， Ｚ．Ｇｅｒｃｓｉ， Ｙ．Ｋ．Ｔａｋａｈａｓｈｉ， Ｔ．Ｆｕｒｕｂａｙａｓｈｉ， Ｋ．Ｉｎｏｍａｔａ， Ｋ．Ｈｏｎｏ．
＜非特許文献４＞ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗ Ｂ Ｖｏｌ．６６，ｐ．１７４４２９， Ｉ．Ｇａｌａｎａｋｉｓ， Ｐ．Ｈ．Ｄｅｄｒｉｃｈｓ， Ｎ．Ｐａｐａｎｉｋｏｐａｏｕ．
＜特許文献１＞ 特開２００３−２１８４２８
＜特許文献２＞ 特開２００５−１１６７０１
＜特許文献３＞ 特開２００７−８１１２６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明はこのような実情に鑑み、従来不可能とされていた電気抵抗×面積が０．３Ω・μｍ２、かつ磁気抵抗変化率が５％以上となる磁性薄膜素子を提供することを目的とする。
また、Ｂ２型あるいはＬ２１型規則構造のホイスラー合金を[００１]方向が膜面に垂直になるような結晶方位でエピタキシャル成長させた薄膜を用いて、低い抵抗値と高い磁気抵抗変化率をもったＣＰＰ−ＧＭＲ素子を作ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
発明１の磁性薄膜素子は、少なくとも強磁性金属層と基材との間に、前記強磁性金属層の下地層として、面心立方格子の構造を持ち、かつ前記強磁性金属層よりも低い電気抵抗である金属からなる層が設けてあることを特徴とする。
【０００６】
発明２は、発明１の磁性薄膜素子において、前記薄膜の常磁性金属層が面心立方格子の構造を持ち、かつ前記強磁性金属層よりも低い電気抵抗である金属からなる層であることを特徴とする。
【０００７】
発明３は、発明１又は２の磁性薄膜素子において、前記基材は、ＭｇＯからなることを特徴とする。
【０００８】
発明４は、発明１から３のいずれかの磁性薄膜素子において、前記強磁性金属層が組成式 Ｃｏ２ＦｅＡｌｘＳｉ1-ｘ（ＣＦＡＳ）で表される層であることを特徴とする。
【０００９】
発明5は、 発明４の磁性薄膜素子において、ｘ＝０．５であることを特徴とする。
発明6は、 発明４又は5の磁性薄膜素子において、前記ＣＦＡＳ層は、エピタキシャル成長され、結晶方位が ［００１］ 方向に揃ったものであることを特徴とする。
【００１０】
発明7は、発明１から３のいずれかの磁性薄膜素子において、前記強磁性金属層が組成式 Ｃｏ２ＭｎＳｉ（ＣＭＳ）で表される層であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明では、低い抵抗値をもったＣＰＰ−ＧＭＲ素子を構成するために低い電気抵抗率を持った材料が好ましい。また、ホイスラー合金との積層膜を作成した場合に良好なエピタキシャル成長を実現させるために、面心立方格子の構造を取ることが好ましいことを見出し、上記発明に至った。
その結果、電気抵抗×面積が０．３Ω・μｍ２以下、かつ磁気抵抗変化率が５％以上となる磁性薄膜素子を実現するに至ったものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
下記実施例による知見として、ＭｇＯ基材上にＡｇをバッファ層とすることにより、ホイスラー合金Ｃｏ２ＦｅＡｌｘＳｉ1-ｘ（ＣＦＡＳ）（ｘ＝0.5）がエピタキシャル成長することを見いだした。
次に、両側の強磁性金属としてＣＦＡＳを、常磁性金属スペーサ層としてＡｇを用いた面直方向磁気抵抗効果素子を作成し、高い磁気抗効果が得られることを見いだした。また、薄膜を成長させるための下地層にもＡｇを用いることにより低い抵抗値を実現している。
ＣＦＡＳは高いスピン偏極率を持つことが知られているが、エピタキシャル成長させることにより高い結晶規則度を持たせることが望ましい。そのための下地層としてはＣｒが知られているが、抵抗が高いという欠点がある。本発明では、Ａｇが低抵抗とエピタキシャル成長を兼ね備える金属であることを見いだした。
また、強磁性金属層として別のホイスラー合金、Ｃｏ２ＭｎＳｉ（ＣＭＳ）を、常磁性金属層としてＡｇあるいはＣｕを用いた素子においても、下地層にＡｇを用いることにより低い抵抗値と高い磁気抵抗変化率が得られた。
これらの知見に基づき、下地層および常磁性金属層を構成する材料としては、低い抵抗値をもったＣＰＰ−ＧＭＲ素子を構成するために低い電気抵抗率を持った材料が好ましい。また、ホイスラー合金との積層膜を作成した場合に良好なエピタキシャル成長を実現させるために、面心立方格子の構造を持つことが好ましく、より好ましくはその格子定数ａが３．５ｎｍから４．２ｎｍの範囲にあることを知るに至った。そして、このような材料としては、Ａｇ（電気抵抗率 ρ＝１．６μΩｃｍ, ａ＝４．０９ｎｍ），Ｃｕ（ρ＝１．６μΩｃｍ, ａ＝３．６１ｎｍ），Ａｕ（ρ＝２．２μΩｃｍ, ａ＝４．０８ｎｍ），及びＡｌ（ρ＝２．７μΩｃｍ, ａ＝４．０５ｎｍ）があげられる。これらの材料を下地層または常磁性金属層に用いることにより良好な効果を発揮すると予測される。また、これらの金属からなる合金も面心立方格子の構造を保つ限り同様の効果を発揮すると推測される。
下地層の厚さは1ｎｍ以上であればよい。それ以下の膜厚では基材が一様に下地層に覆われなくなる恐れがあり、その結果としてエピタキシャル成長がなされない可能性がある。
【００１３】
ＣＦＡＳについてｘ＝0.5の場合を実施例に示したが、ｘの範囲は0≦ｘ≦１のものでも同様な効果を発揮し得るものである。下記実施例に示すように、ホイスラー合金、ＣＦＡＳ以外のホイスラー合金Ｃｏ２ＭｎＳｉ（ＣＭＳ）、を強磁性金属層とする場合にでも、同様な効果を発揮しえるものである。非特許文献３にはホイスラー合金、Ｃｏ２ＣｒｘＦｅ１−ｘＳｉが高いスピン分極率を示すことが記述されており、この合金を強磁性金属層に用いることにより同様の効果が期待される。また、これらにかぎらず強磁性金属相としては種々のホイスラー合金が利用可能である。非特許文献４に示されている理論的にスピン偏極度が高いと予測されるホイスラー合金、すなわちＸ２ＹＺの組成（ＸはＭｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｒｕ，Ｒｈのうちから選択した１種または２種以上の元素、ＹはＶ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅのうちから選択した１種または２種以上の元素、ＺはＡｌ，Ｓｉ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｓｂうちから選択した１種または２種以上の元素）の合金が利用可能であり、本発明の手法を適用することにより、同様の効果を得られる物と推測される。
【００１４】
実施例では、ＭｇＯの基材を用いたものを例示したが、その他のSi、SiO2、GaAs等の基材上にMgO薄膜をスパッタあるいは蒸着によって［００１］方位が面に垂直に配向するように付着させた物を用いても、同様にＡｇを介してホイスラー合金を［００１］方位に配向させた薄膜を作成することが出来ると予測されるので、同様な結果を得ることが期待できる。
【００１５】
実施例では薄膜の作成法としてヘリコン波スパッタ方を用いているが、作成法はこれに限る物ではない。マグネトロンスパッタ方等他の方式のスパッタ方、あるいは電子ビーム加熱や抵抗加熱等による蒸着法によっても同様の薄膜の作成は可能であり、同様の効果を得られる物と推測される。
なお以下の℃は、５０℃単位での表示である。
【実施例１】
【００１６】
・本実施例は、実施例２から４に示す磁気抵抗効果を得る前に、規則度の高いＢ２相のＣＦＡＳ層がAgを下地層として［００１］方向にエピタキシャル成長することを確認した物である。
・ヘリコン波スパッタ装置よって成膜
・表１にスパッタ条件を示す。
・図１に示すように、 ＭｇＯ単結晶基材上に下からＣｒ（３０）／Ａｇ（３０）／ＣＦＡＳ（３０）／Ｒｕ（３）
数字はそれぞれの膜厚（単位：ｎｍ）
ＣＦＡＳはＣｏ２ＦｅＡｌ０．５Ｓｉ０．５の組成のホイスラー合金を示す
・図２に示すように、Ｃｒ、Ａｇ、ＣＦＡＳが、すべて結晶方位が ［００１］ 方向に揃ったエピタキシャル成長を示し、結晶構造が規則度の高いＢ２構造であることであることがＸ線回折によって示された。
表１は実施例１の薄膜の作成条件を指し示す
【００１７】
【表１】
【実施例２】
【００１８】
・ヘリコン波スパッタ装置よって成膜
・表２にスパッタ条件を示す。
・図２に示すように、ＭｇＯ単結晶基材上に下から Ｃｒ（１０）／Ａｇ（６０）／ＣＦＡＳ（２０）／ Ａｇ（５）／ＣＦＡＳ（５）／ＣｏＦｅ（２）／ＩｒＭｎ（１０）／Ｒｕ（８）
の構造
数字はそれぞれの膜厚（単位：ｎｍ）
ＣＦＡＳはＣｏ２ＦｅＡｌ０．５Ｓｉ０．５の組成のホイスラー合金を示す
ＣｏＦｅはＣｏ０．７５Ｆｅ０．２５ の組成の合金、ＩｒＭｎはＩｒ０．２２Ｍｎ０．７８の組成の合金を表す。
・結晶構造の規則性の向上のため、下部ＣＦＡＳ層成膜直後に４００℃で熱処理を加えた。
・図４の電子顕微鏡写真からわかるように、Ｃｒ、Ａｇ、ＣＦＡＳが、すべて結晶方位が ［００１］ 方向に揃ったエピタキシャル成長をすることが示された。
・下部ＣＦＡＳ層は規則度の高いＢ２構造、上部ＣＦＡＳ層は規則度の低いＡ２構造となることがわかった。
・成膜後に電子線リソグラフィー、Ａｒイオンエッチング、により０．７μｍ×０．３μｍの大きさに微細加工。絶縁体ＳｉＯ２とＣｕ上部電極をスパッタによって作成し、図５に示すような面直方向磁気抵抗効果素子を作成した。
・上部ＣＦＡＳ層に交換磁気異方性を付与するため、膜面内のＭｇＯ（１００）の方向に５ｋＯｅの磁場を加えながら２５０℃、１時間の磁場中熱処理を加えた。
・磁気抵抗の測定は、前述の磁場中熱処理の場合と同じ方向に加える磁場を変化させながら、直流４端子法によって電気抵抗を測定することによって行った。
・磁気抵抗を測定した結果を図６に示す。面積あたり電気抵抗、ＲＡ＝０．１３９Ω・μｍ２ 室温で３．９％の磁気抵抗変化率を得た。
表２は実施例２に示す薄膜の作成条件を指し示す
【００１９】
【表２】
【実施例３】
【００２０】
・ヘリコン波スパッタ装置よって成膜
・表３にスパッタ条件を示す。
・ＭｇＯ単結晶基材上に下から Ｃｒ（１０）／Ａｇ（６０）／ＣＦＡＳ（２０）／ Ａｇ（１０）／ＣＦＡＳ（５）／ＣｏＦｅ（２）／ＩｒＭｎ（１０）／Ｒｕ（８） の構造 （図３）
数字はそれぞれの膜厚（単位：ｎｍ）
ＣＦＡＳはＣｏ２ＦｅＡｌ０．５Ｓｉ０．５の組成のホイスラー合金を示す
ＣｏＦｅはＣｏ０．７５Ｆｅ０．２５ の組成の合金、ＩｒＭｎはＩｒ０．２２Ｍｎ０．７８ の組成の合金を表す。
・結晶構造の規則性の向上のため、下部ＣＦＡＳ層成膜直後、及び上部ＣＦＡＳ層成膜直後に４００℃で熱処理を加えた。
・実施例２と同様に、成膜後に電子線リソグラフィー、Ａｒイオンエッチング、により０．７μｍ×０．３μｍの大きさに微細加工。絶縁体ＳｉＯ２とＣｕ上部電極をスパッタによって作成し、面直方向磁気抵抗効果素子を作成した。
・実施例２と同じ条件で磁場中熱処理を行い、同様の方法で磁気抵抗を測定した。
・磁気抵抗を測定した結果を図７に示す。面積あたり電気抵抗、ＲＡ＝０．１３８Ω・μｍ２ 室温で５．４％の磁気抵抗変化率を得た。
表３は実施例３に示す薄膜の作成条件を指し示す
【００２１】
【表３】
【実施例４】
【００２２】
・ヘリコン波スパッタ装置よって成膜
・表４にスパッタ条件を示す。
・ＭｇＯ単結晶基材上に下から Ｃｒ（１０）／Ａｇ（２００）／ＣＦＡＳ（２０）／Ａｇ（５）／ＣＦＡＳ（５）／ＣｏＦｅ（２）／ＩｒＭｎ（１０）／Ｒｕ（８） の構造 （図３）
数字はそれぞれの膜厚（単位：ｎｍ）
ＣＦＡＳはＣｏ２ＦｅＡｌ０．５Ｓｉ０．５の組成のホイスラー合金を示す
ＣｏＦｅはＣｏ０．７５Ｆｅ０．２５ の組成の合金、ＩｒＭｎはＩｒ０．２２Ｍｎ０．７８ の組成の合金を表す。
・結晶構造の規則性の向上のため、下部ＣＦＡＳ層成膜直後に４００℃で熱処理を加えた。
・成膜後に電子線リソグラフィー、Ａｒイオンエッチング、により０．６μｍ×０．３μｍの大きさに微細加工。絶縁体ＳｉＯ２とＣｕ上部電極をスパッタによって作成し、面直方向磁気抵抗効果素子を作成した。
・実施例２と同じ条件で磁場中熱処理を行い、同様の方法で磁気抵抗を測定した。
・磁気抵抗を測定した結果を図８に示す。面積あたり電気抵抗、ＲＡ＝０．１０８Ω・μｍ２ 室温で６．８％の磁気抵抗変化率を得た。
表４は実施例４に示す薄膜の作成条件を指し示す
【００２３】
【表４】
【実施例５】
【００２４】
・ヘリコン波スパッタ装置によって成膜
・表５にスパッタ条件を示す。
・ＭｇＯ単結晶基材上に下から Ｃｒ（１０）／Ａｇ（２００）／ＣＭＳ（２０）／Ａｇ（５）／ＣＭＳ（５）／ＣｏＦｅ（２）／ＩｒＭｎ（１０）／Ｒｕ（５） の構造
数字はそれぞれの膜厚（単位：ｎｍ）
ＣＭＳはＣｏ２ＭｎＳｉの組成のホイスラー合金を示す
ＣｏＦｅはＣｏ０．７５Ｆｅ０．２５ の組成の合金、ＩｒＭｎはＩｒ０．２２Ｍｎ０．７８ の組成の合金を表す。
・結晶構造の規則性の向上のため、下部ＣＭＳ層成膜直後に４００℃で熱処理を加えた。
・成膜後に電子線リソグラフィー、Ａｒイオンエッチング、により０．９μｍ×０．５μｍの大きさに微細加工。絶縁体ＳｉＯ２とＣｕ上部電極をスパッタによって作成し、面直方向磁気抵抗効果素子を作成した。
・実施例２と同じ条件で磁場中熱処理を行い、同様の方法で磁気抵抗を測定した。
・磁気抵抗を測定した結果を図９に示す。面積あたり電気抵抗、ＲＡ＝０．２１６Ω・μｍ２ 室温で６．５％の磁気抵抗変化率を得た。
表５は実施例５に示す薄膜の作成条件を指し示す
【００２５】
【表５】
【実施例６】
【００２６】
・ヘリコン波スパッタ装置よって成膜
・表４にスパッタ条件を示す。
・ＭｇＯ単結晶基材上に下から Ｃｒ（１０）／Ａｇ（２００）／ Ｃｒ（１０）／ＣＭＳ（２０）／Ｃｕ（４）／ＣＭＳ（５）／ＣｏＦｅ（２）／ＩｒＭｎ（１０）／Ｒｕ（５） の構造
数字はそれぞれの膜厚（単位：ｎｍ）
ＣＭＳはＣｏ２ＭｎＳｉの組成のホイスラー合金を示す
ＣｏＦｅはＣｏ０．７５Ｆｅ０．２５ の組成の合金、ＩｒＭｎはＩｒ０．２２Ｍｎ０．７８ の組成の合金を表す。
・結晶構造の規則性の向上のため、下部ＣＭＳ層成膜直後に４００℃で熱処理を加えた。
・実施例２と同様に、成膜後に電子線リソグラフィー、Ａｒイオンエッチング、により０．９μｍ×０．５μｍの大きさに微細加工。絶縁体ＳｉＯ２とＣｕ上部電極をスパッタによって作成し、面直方向磁気抵抗効果素子を作成した。
・実施例２と同じ条件で磁場中熱処理を行い、同様の方法で磁気抵抗を測定した。
・磁気抵抗を測定した結果を図１０に示す。面積あたり電気抵抗、ＲＡ＝０．１６６Ω・μｍ２ 室温で８．６％の磁気抵抗変化率を得た。
表６は実施例６に示す薄膜の作成条件を指し示す
【００２７】
【表６】
【００２８】
以上の実施例と従来のものとを比較すると表７に示すように明らかな性能上の差異が認められた。
表７はCPP-GMR素子の特性の比較を指し示す
【００２９】
【表７】
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】実施例１に示す薄膜の構造を示す模式図。
【図２】実施例１に示す薄膜のＸ線回折パターンを示すグラフ。
【図３】実施例２、３に示す薄膜の構造を示す模式図。
【図４】実施例２に示す薄膜の断面透過電子顕微鏡写真。
【図５】実施例２、３に示す薄膜を用いたＣＰＰＧＭＲ素子の構造を示す模式図。
【図６】実施例２に示すＣＰＰＧＭＲ素子の特性を示すグラフ。
【図７】実施例３に示すＣＰＰＧＭＲ素子の特性を示すグラフ。
【図８】実施例４に示すＣＰＰＧＭＲ素子の特性を示すグラフ。
【図９】実施例５に示すＣＰＰＧＭＲ素子の特性を示すグラフ。
【図１０】実施例６に示すＣＰＰＧＭＲ素子の特性を示すグラフ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基材上に強磁性金属層、常磁性金属層及び強磁性金属層の３層構造を持つ薄膜が設けてある磁性薄膜素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
強磁性金属／常磁性金属／強磁性金属の３層構造を持つ薄膜の面直方向磁気抵抗効果（ＣＰＰ−ＧＭＲ）を利用した磁性薄膜素子は、高性能読み出し磁気ヘッド用として期待されている。高性能化のためには低い抵抗値と高い磁気抵抗変化率を実現させる必要がある。
Ｂ２型あるいはＬ２１型規則構造のホイスラー合金ＣＦＡＳを用い [００１]方向が膜面に垂直になるような結晶方位でエピタキシャル成長させたＣＦＡＳ／ＭｇＯ／ＣＦＡＳ ３層構造膜は、ＣＦＡＳが高いスピン偏極度を持ち、膜面垂直方向に大きなトンネル磁気抵抗効果を示すことが非特許文献１により知られている。ＭｇＯの代わりに金属を用いることによって、電気抵抗値を下げることが期待される。同じく非特許文献１においてＣｒとＣＦＡＳがエピタキシャル成長することは知られているが、この組み合わせによる大きな膜面垂直方向磁気抵抗効果は得られていない。
また、別のＬ２１型規則構造を持ったホイスラー合金Ｃｏ２ＭｎＳｉ（ＣＭＳ）を用い、ＣＭＳを、ＣＭＳ／Ｃｒ／ＣＭＳを[００１]方向が膜面に垂直になるような結晶方位でエピタキシャル成長させた３層構造による膜面垂直磁気抵抗効果が非特許文献２に報告されているが、電気抵抗×面積の値が０．７９Ω・μｍ２と高く磁気抵抗変化率も２．４％と低い値にとどまっている。
ホイスラー合金を用いたＣＰＰ−ＧＭＲ素子は特許文献１に記述されているが、組成や結晶方位に関する詳細な記述はない。
別のホイスラー合金Ｃｏ２ＭｎＧｅ（ＣＭＧ）を用い、ＣＭＧ/Ｃｕ/ＣＭＧの３層構造によるＣＰＰ−ＧＭＲが特許文献２に記載されている。ただしこの文献ではＣＭＧは［１１０］方向が膜面に垂直になるような優先配向をしているが全く規則構造を取っていない。
別の組成のホイスラー合金を用いたＣＰＰ−ＧＭＲが特許文献３に記載されている。この場合もホイスラー合金の詳細な結晶構造に関する記載はなく、不規則相の多結晶体であると推測される。
電気抵抗×面積が０．３Ω・μｍ２以下、かつ磁気抵抗変化率が５％以上となることが求められる。
【０００３】
＜非特許文献１＞ Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ， Ｖｏｌ． ４６， Ｎｏ． １９， ２００７／５／１１． Ｎ． Ｔｅｚｕｋａ， Ｎ． Ｉｋｅｄａ， Ｓ． Ｓｕｇｉｍｏｔｏ， Ｋ． Ｉｎｏｍａｔａ．
＜非特許文献２＞ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ， Ｖｏｌ． ８８， ２２２５０４．２００６／５／３０ Ｋ． Ｙａｋｕｓｈｉｊｉ， Ｋ． Ｓａｉｔｏ， Ｓ． Ｍｉｔａｎｉ， Ｋ． Ｔａｋａｎａｓｈｉ， Ｙ． Ｋ． Ｔａｋａｈａｓｈｉ， Ｋ． Ｈｏｎｏ
＜非特許文献３＞ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｖｏｌ．１０２，Ｉｓｓｕｅ ４， Ａｒｔｉｃｌｅ Ｎｕｍｂｅｒ ０４３９０３，Ｓ．Ｖ．Ｋａｒｔｈｉｋ， Ａ．Ｒａｊａｎｉｋａｎｔｈ， Ｔ．Ｍ．Ｎａｋａｔａｎｉ， Ｚ．Ｇｅｒｃｓｉ， Ｙ．Ｋ．Ｔａｋａｈａｓｈｉ， Ｔ．Ｆｕｒｕｂａｙａｓｈｉ， Ｋ．Ｉｎｏｍａｔａ， Ｋ．Ｈｏｎｏ．
＜非特許文献４＞ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗ Ｂ Ｖｏｌ．６６，ｐ．１７４４２９， Ｉ．Ｇａｌａｎａｋｉｓ， Ｐ．Ｈ．Ｄｅｄｒｉｃｈｓ， Ｎ．Ｐａｐａｎｉｋｏｐａｏｕ．
＜特許文献１＞ 特開２００３−２１８４２８
＜特許文献２＞ 特開２００５−１１６７０１
＜特許文献３＞ 特開２００７−８１１２６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明はこのような実情に鑑み、従来不可能とされていた電気抵抗×面積が０．３Ω・μｍ２、かつ磁気抵抗変化率が５％以上となる磁性薄膜素子を提供することを目的とする。
また、Ｂ２型あるいはＬ２１型規則構造のホイスラー合金を[００１]方向が膜面に垂直になるような結晶方位でエピタキシャル成長させた薄膜を用いて、低い抵抗値と高い磁気抵抗変化率をもったＣＰＰ−ＧＭＲ素子を作ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
発明１の磁性薄膜素子は、少なくとも強磁性金属層と基材との間に、前記強磁性金属層の下地層として、面心立方格子の構造を持ち、かつ前記強磁性金属層よりも低い電気抵抗である金属からなる層が設けてあることを特徴とする。
【０００６】
発明２は、発明１の磁性薄膜素子において、前記薄膜の常磁性金属層が面心立方格子の構造を持ち、かつ前記強磁性金属層よりも低い電気抵抗である金属からなる層であることを特徴とする。
【０００７】
発明３は、発明１又は２の磁性薄膜素子において、前記基材は、ＭｇＯからなることを特徴とする。
【０００８】
発明４は、発明１から３のいずれかの磁性薄膜素子において、前記強磁性金属層が組成式 Ｃｏ２ＦｅＡｌｘＳｉ1-ｘ（ＣＦＡＳ）で表される層であることを特徴とする。
【０００９】
発明5は、 発明４の磁性薄膜素子において、ｘ＝０．５であることを特徴とする。
発明6は、 発明４又は5の磁性薄膜素子において、前記ＣＦＡＳ層は、エピタキシャル成長され、結晶方位が ［００１］ 方向に揃ったものであることを特徴とする。
【００１０】
発明7は、発明１から３のいずれかの磁性薄膜素子において、前記強磁性金属層が組成式 Ｃｏ２ＭｎＳｉ（ＣＭＳ）で表される層であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明では、低い抵抗値をもったＣＰＰ−ＧＭＲ素子を構成するために低い電気抵抗率を持った材料が好ましい。また、ホイスラー合金との積層膜を作成した場合に良好なエピタキシャル成長を実現させるために、面心立方格子の構造を取ることが好ましいことを見出し、上記発明に至った。
その結果、電気抵抗×面積が０．３Ω・μｍ２以下、かつ磁気抵抗変化率が５％以上となる磁性薄膜素子を実現するに至ったものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
下記実施例による知見として、ＭｇＯ基材上にＡｇをバッファ層とすることにより、ホイスラー合金Ｃｏ２ＦｅＡｌｘＳｉ1-ｘ（ＣＦＡＳ）（ｘ＝0.5）がエピタキシャル成長することを見いだした。
次に、両側の強磁性金属としてＣＦＡＳを、常磁性金属スペーサ層としてＡｇを用いた面直方向磁気抵抗効果素子を作成し、高い磁気抗効果が得られることを見いだした。また、薄膜を成長させるための下地層にもＡｇを用いることにより低い抵抗値を実現している。
ＣＦＡＳは高いスピン偏極率を持つことが知られているが、エピタキシャル成長させることにより高い結晶規則度を持たせることが望ましい。そのための下地層としてはＣｒが知られているが、抵抗が高いという欠点がある。本発明では、Ａｇが低抵抗とエピタキシャル成長を兼ね備える金属であることを見いだした。
また、強磁性金属層として別のホイスラー合金、Ｃｏ２ＭｎＳｉ（ＣＭＳ）を、常磁性金属層としてＡｇあるいはＣｕを用いた素子においても、下地層にＡｇを用いることにより低い抵抗値と高い磁気抵抗変化率が得られた。
これらの知見に基づき、下地層および常磁性金属層を構成する材料としては、低い抵抗値をもったＣＰＰ−ＧＭＲ素子を構成するために低い電気抵抗率を持った材料が好ましい。また、ホイスラー合金との積層膜を作成した場合に良好なエピタキシャル成長を実現させるために、面心立方格子の構造を持つことが好ましく、より好ましくはその格子定数ａが３．５ｎｍから４．２ｎｍの範囲にあることを知るに至った。そして、このような材料としては、Ａｇ（電気抵抗率 ρ＝１．６μΩｃｍ, ａ＝４．０９ｎｍ），Ｃｕ（ρ＝１．６μΩｃｍ, ａ＝３．６１ｎｍ），Ａｕ（ρ＝２．２μΩｃｍ, ａ＝４．０８ｎｍ），及びＡｌ（ρ＝２．７μΩｃｍ, ａ＝４．０５ｎｍ）があげられる。これらの材料を下地層または常磁性金属層に用いることにより良好な効果を発揮すると予測される。また、これらの金属からなる合金も面心立方格子の構造を保つ限り同様の効果を発揮すると推測される。
下地層の厚さは1ｎｍ以上であればよい。それ以下の膜厚では基材が一様に下地層に覆われなくなる恐れがあり、その結果としてエピタキシャル成長がなされない可能性がある。
【００１３】
ＣＦＡＳについてｘ＝0.5の場合を実施例に示したが、ｘの範囲は0≦ｘ≦１のものでも同様な効果を発揮し得るものである。下記実施例に示すように、ホイスラー合金、ＣＦＡＳ以外のホイスラー合金Ｃｏ２ＭｎＳｉ（ＣＭＳ）、を強磁性金属層とする場合にでも、同様な効果を発揮しえるものである。非特許文献３にはホイスラー合金、Ｃｏ２ＣｒｘＦｅ１−ｘＳｉが高いスピン分極率を示すことが記述されており、この合金を強磁性金属層に用いることにより同様の効果が期待される。また、これらにかぎらず強磁性金属相としては種々のホイスラー合金が利用可能である。非特許文献４に示されている理論的にスピン偏極度が高いと予測されるホイスラー合金、すなわちＸ２ＹＺの組成（ＸはＭｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｒｕ，Ｒｈのうちから選択した１種または２種以上の元素、ＹはＶ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅのうちから選択した１種または２種以上の元素、ＺはＡｌ，Ｓｉ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｓｂうちから選択した１種または２種以上の元素）の合金が利用可能であり、本発明の手法を適用することにより、同様の効果を得られる物と推測される。
【００１４】
実施例では、ＭｇＯの基材を用いたものを例示したが、その他のSi、SiO2、GaAs等の基材上にMgO薄膜をスパッタあるいは蒸着によって［００１］方位が面に垂直に配向するように付着させた物を用いても、同様にＡｇを介してホイスラー合金を［００１］方位に配向させた薄膜を作成することが出来ると予測されるので、同様な結果を得ることが期待できる。
【００１５】
実施例では薄膜の作成法としてヘリコン波スパッタ方を用いているが、作成法はこれに限る物ではない。マグネトロンスパッタ方等他の方式のスパッタ方、あるいは電子ビーム加熱や抵抗加熱等による蒸着法によっても同様の薄膜の作成は可能であり、同様の効果を得られる物と推測される。
なお以下の℃は、５０℃単位での表示である。
【実施例１】
【００１６】
・本実施例は、実施例２から４に示す磁気抵抗効果を得る前に、規則度の高いＢ２相のＣＦＡＳ層がAgを下地層として［００１］方向にエピタキシャル成長することを確認した物である。
・ヘリコン波スパッタ装置よって成膜
・表１にスパッタ条件を示す。
・図１に示すように、 ＭｇＯ単結晶基材上に下からＣｒ（３０）／Ａｇ（３０）／ＣＦＡＳ（３０）／Ｒｕ（３）
数字はそれぞれの膜厚（単位：ｎｍ）
ＣＦＡＳはＣｏ２ＦｅＡｌ０．５Ｓｉ０．５の組成のホイスラー合金を示す
・図２に示すように、Ｃｒ、Ａｇ、ＣＦＡＳが、すべて結晶方位が ［００１］ 方向に揃ったエピタキシャル成長を示し、結晶構造が規則度の高いＢ２構造であることであることがＸ線回折によって示された。
表１は実施例１の薄膜の作成条件を指し示す
【００１７】
【表１】
【実施例２】
【００１８】
・ヘリコン波スパッタ装置よって成膜
・表２にスパッタ条件を示す。
・図２に示すように、ＭｇＯ単結晶基材上に下から Ｃｒ（１０）／Ａｇ（６０）／ＣＦＡＳ（２０）／ Ａｇ（５）／ＣＦＡＳ（５）／ＣｏＦｅ（２）／ＩｒＭｎ（１０）／Ｒｕ（８）
の構造
数字はそれぞれの膜厚（単位：ｎｍ）
ＣＦＡＳはＣｏ２ＦｅＡｌ０．５Ｓｉ０．５の組成のホイスラー合金を示す
ＣｏＦｅはＣｏ０．７５Ｆｅ０．２５ の組成の合金、ＩｒＭｎはＩｒ０．２２Ｍｎ０．７８の組成の合金を表す。
・結晶構造の規則性の向上のため、下部ＣＦＡＳ層成膜直後に４００℃で熱処理を加えた。
・図４の電子顕微鏡写真からわかるように、Ｃｒ、Ａｇ、ＣＦＡＳが、すべて結晶方位が ［００１］ 方向に揃ったエピタキシャル成長をすることが示された。
・下部ＣＦＡＳ層は規則度の高いＢ２構造、上部ＣＦＡＳ層は規則度の低いＡ２構造となることがわかった。
・成膜後に電子線リソグラフィー、Ａｒイオンエッチング、により０．７μｍ×０．３μｍの大きさに微細加工。絶縁体ＳｉＯ２とＣｕ上部電極をスパッタによって作成し、図５に示すような面直方向磁気抵抗効果素子を作成した。
・上部ＣＦＡＳ層に交換磁気異方性を付与するため、膜面内のＭｇＯ（１００）の方向に５ｋＯｅの磁場を加えながら２５０℃、１時間の磁場中熱処理を加えた。
・磁気抵抗の測定は、前述の磁場中熱処理の場合と同じ方向に加える磁場を変化させながら、直流４端子法によって電気抵抗を測定することによって行った。
・磁気抵抗を測定した結果を図６に示す。面積あたり電気抵抗、ＲＡ＝０．１３９Ω・μｍ２ 室温で３．９％の磁気抵抗変化率を得た。
表２は実施例２に示す薄膜の作成条件を指し示す
【００１９】
【表２】
【実施例３】
【００２０】
・ヘリコン波スパッタ装置よって成膜
・表３にスパッタ条件を示す。
・ＭｇＯ単結晶基材上に下から Ｃｒ（１０）／Ａｇ（６０）／ＣＦＡＳ（２０）／ Ａｇ（１０）／ＣＦＡＳ（５）／ＣｏＦｅ（２）／ＩｒＭｎ（１０）／Ｒｕ（８） の構造 （図３）
数字はそれぞれの膜厚（単位：ｎｍ）
ＣＦＡＳはＣｏ２ＦｅＡｌ０．５Ｓｉ０．５の組成のホイスラー合金を示す
ＣｏＦｅはＣｏ０．７５Ｆｅ０．２５ の組成の合金、ＩｒＭｎはＩｒ０．２２Ｍｎ０．７８ の組成の合金を表す。
・結晶構造の規則性の向上のため、下部ＣＦＡＳ層成膜直後、及び上部ＣＦＡＳ層成膜直後に４００℃で熱処理を加えた。
・実施例２と同様に、成膜後に電子線リソグラフィー、Ａｒイオンエッチング、により０．７μｍ×０．３μｍの大きさに微細加工。絶縁体ＳｉＯ２とＣｕ上部電極をスパッタによって作成し、面直方向磁気抵抗効果素子を作成した。
・実施例２と同じ条件で磁場中熱処理を行い、同様の方法で磁気抵抗を測定した。
・磁気抵抗を測定した結果を図７に示す。面積あたり電気抵抗、ＲＡ＝０．１３８Ω・μｍ２ 室温で５．４％の磁気抵抗変化率を得た。
表３は実施例３に示す薄膜の作成条件を指し示す
【００２１】
【表３】
【実施例４】
【００２２】
・ヘリコン波スパッタ装置よって成膜
・表４にスパッタ条件を示す。
・ＭｇＯ単結晶基材上に下から Ｃｒ（１０）／Ａｇ（２００）／ＣＦＡＳ（２０）／Ａｇ（５）／ＣＦＡＳ（５）／ＣｏＦｅ（２）／ＩｒＭｎ（１０）／Ｒｕ（８） の構造 （図３）
数字はそれぞれの膜厚（単位：ｎｍ）
ＣＦＡＳはＣｏ２ＦｅＡｌ０．５Ｓｉ０．５の組成のホイスラー合金を示す
ＣｏＦｅはＣｏ０．７５Ｆｅ０．２５ の組成の合金、ＩｒＭｎはＩｒ０．２２Ｍｎ０．７８ の組成の合金を表す。
・結晶構造の規則性の向上のため、下部ＣＦＡＳ層成膜直後に４００℃で熱処理を加えた。
・成膜後に電子線リソグラフィー、Ａｒイオンエッチング、により０．６μｍ×０．３μｍの大きさに微細加工。絶縁体ＳｉＯ２とＣｕ上部電極をスパッタによって作成し、面直方向磁気抵抗効果素子を作成した。
・実施例２と同じ条件で磁場中熱処理を行い、同様の方法で磁気抵抗を測定した。
・磁気抵抗を測定した結果を図８に示す。面積あたり電気抵抗、ＲＡ＝０．１０８Ω・μｍ２ 室温で６．８％の磁気抵抗変化率を得た。
表４は実施例４に示す薄膜の作成条件を指し示す
【００２３】
【表４】
【実施例５】
【００２４】
・ヘリコン波スパッタ装置によって成膜
・表５にスパッタ条件を示す。
・ＭｇＯ単結晶基材上に下から Ｃｒ（１０）／Ａｇ（２００）／ＣＭＳ（２０）／Ａｇ（５）／ＣＭＳ（５）／ＣｏＦｅ（２）／ＩｒＭｎ（１０）／Ｒｕ（５） の構造
数字はそれぞれの膜厚（単位：ｎｍ）
ＣＭＳはＣｏ２ＭｎＳｉの組成のホイスラー合金を示す
ＣｏＦｅはＣｏ０．７５Ｆｅ０．２５ の組成の合金、ＩｒＭｎはＩｒ０．２２Ｍｎ０．７８ の組成の合金を表す。
・結晶構造の規則性の向上のため、下部ＣＭＳ層成膜直後に４００℃で熱処理を加えた。
・成膜後に電子線リソグラフィー、Ａｒイオンエッチング、により０．９μｍ×０．５μｍの大きさに微細加工。絶縁体ＳｉＯ２とＣｕ上部電極をスパッタによって作成し、面直方向磁気抵抗効果素子を作成した。
・実施例２と同じ条件で磁場中熱処理を行い、同様の方法で磁気抵抗を測定した。
・磁気抵抗を測定した結果を図９に示す。面積あたり電気抵抗、ＲＡ＝０．２１６Ω・μｍ２ 室温で６．５％の磁気抵抗変化率を得た。
表５は実施例５に示す薄膜の作成条件を指し示す
【００２５】
【表５】
【実施例６】
【００２６】
・ヘリコン波スパッタ装置よって成膜
・表４にスパッタ条件を示す。
・ＭｇＯ単結晶基材上に下から Ｃｒ（１０）／Ａｇ（２００）／ Ｃｒ（１０）／ＣＭＳ（２０）／Ｃｕ（４）／ＣＭＳ（５）／ＣｏＦｅ（２）／ＩｒＭｎ（１０）／Ｒｕ（５） の構造
数字はそれぞれの膜厚（単位：ｎｍ）
ＣＭＳはＣｏ２ＭｎＳｉの組成のホイスラー合金を示す
ＣｏＦｅはＣｏ０．７５Ｆｅ０．２５ の組成の合金、ＩｒＭｎはＩｒ０．２２Ｍｎ０．７８ の組成の合金を表す。
・結晶構造の規則性の向上のため、下部ＣＭＳ層成膜直後に４００℃で熱処理を加えた。
・実施例２と同様に、成膜後に電子線リソグラフィー、Ａｒイオンエッチング、により０．９μｍ×０．５μｍの大きさに微細加工。絶縁体ＳｉＯ２とＣｕ上部電極をスパッタによって作成し、面直方向磁気抵抗効果素子を作成した。
・実施例２と同じ条件で磁場中熱処理を行い、同様の方法で磁気抵抗を測定した。
・磁気抵抗を測定した結果を図１０に示す。面積あたり電気抵抗、ＲＡ＝０．１６６Ω・μｍ２ 室温で８．６％の磁気抵抗変化率を得た。
表６は実施例６に示す薄膜の作成条件を指し示す
【００２７】
【表６】
【００２８】
以上の実施例と従来のものとを比較すると表７に示すように明らかな性能上の差異が認められた。
表７はCPP-GMR素子の特性の比較を指し示す
【００２９】
【表７】
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】実施例１に示す薄膜の構造を示す模式図。
【図２】実施例１に示す薄膜のＸ線回折パターンを示すグラフ。
【図３】実施例２、３に示す薄膜の構造を示す模式図。
【図４】実施例２に示す薄膜の断面透過電子顕微鏡写真。
【図５】実施例２、３に示す薄膜を用いたＣＰＰＧＭＲ素子の構造を示す模式図。
【図６】実施例２に示すＣＰＰＧＭＲ素子の特性を示すグラフ。
【図７】実施例３に示すＣＰＰＧＭＲ素子の特性を示すグラフ。
【図８】実施例４に示すＣＰＰＧＭＲ素子の特性を示すグラフ。
【図９】実施例５に示すＣＰＰＧＭＲ素子の特性を示すグラフ。
【図１０】実施例６に示すＣＰＰＧＭＲ素子の特性を示すグラフ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材上に強磁性金属層、常磁性金属層及び強磁性金属層の３層構造を持つ薄膜が設けてある磁性薄膜素子であって、少なくとも強磁性金属層と基材との間に、前記強磁性金属層の下地層として、面心立方格子の構造を持ち、かつ前記強磁性金属層よりも低い電気抵抗である金属からなる層が設けてあることを特徴とする磁性薄膜素子。
【請求項２】
請求項１に記載の磁性薄膜素子において、前記薄膜の常磁性金属層が面心立方格子の構造を持ち、かつ前記強磁性金属層よりも低い電気抵抗である金属からなる層であることを特徴とする磁性薄膜素子。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の磁性薄膜素子において、前記基材は、ＭｇＯからなることを特徴とする磁性薄膜素子。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の磁性薄膜素子において、前記強磁性金属層が組成式 Ｃｏ２ＦｅＡｌｘＳｉ1-ｘ（ＣＦＡＳ）で表される層であることを特徴とする磁性薄膜素子。
【請求項５】
請求項４に記載の磁性薄膜素子において、ｘ＝０．５であることを特徴とする磁性薄膜素子。
【請求項６】
請求項４又は5に記載の磁性薄膜素子において、前記ＣＦＡＳ層は、エピタキシャル成長され、結晶方位が ［００１］ 方向に揃ったものであることを特徴とする磁性薄膜素子。
【請求項７】
請求項１から３のいずれかに記載の磁性薄膜素子において、前記強磁性金属層が組成式 Ｃｏ２ＭｎＳｉ（ＣＭＳ）で表される層であることを特徴とする磁性薄膜素子。
【請求項１】
基材上に強磁性金属層、常磁性金属層及び強磁性金属層の３層構造を持つ薄膜が設けてある磁性薄膜素子であって、少なくとも強磁性金属層と基材との間に、前記強磁性金属層の下地層として、面心立方格子の構造を持ち、かつ前記強磁性金属層よりも低い電気抵抗である金属からなる層が設けてあることを特徴とする磁性薄膜素子。
【請求項２】
請求項１に記載の磁性薄膜素子において、前記薄膜の常磁性金属層が面心立方格子の構造を持ち、かつ前記強磁性金属層よりも低い電気抵抗である金属からなる層であることを特徴とする磁性薄膜素子。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の磁性薄膜素子において、前記基材は、ＭｇＯからなることを特徴とする磁性薄膜素子。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の磁性薄膜素子において、前記強磁性金属層が組成式 Ｃｏ２ＦｅＡｌｘＳｉ1-ｘ（ＣＦＡＳ）で表される層であることを特徴とする磁性薄膜素子。
【請求項５】
請求項４に記載の磁性薄膜素子において、ｘ＝０．５であることを特徴とする磁性薄膜素子。
【請求項６】
請求項４又は5に記載の磁性薄膜素子において、前記ＣＦＡＳ層は、エピタキシャル成長され、結晶方位が ［００１］ 方向に揃ったものであることを特徴とする磁性薄膜素子。
【請求項７】
請求項１から３のいずれかに記載の磁性薄膜素子において、前記強磁性金属層が組成式 Ｃｏ２ＭｎＳｉ（ＣＭＳ）で表される層であることを特徴とする磁性薄膜素子。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−５６２８８（Ｐ２０１０−５６２８８Ａ）
【公開日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２１９６１９（Ｐ２００８−２１９６１９）
【出願日】平成２０年８月２８日（２００８．８．２８）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成２０年７月１５日 東北大学金属材料研究所発行の「文部科学省科学研究費補助金 特定領域研究 スピン流の創出と制御 平成２０年度研究会」に発表
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成２０年７月２２日 「文部科学省科学研究費補助金 特定領域研究 スピン流の創出と制御 平成２０年度研究会」において発表
【出願人】（３０１０２３２３８）独立行政法人物質・材料研究機構 (1,333)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月２８日（２００８．８．２８）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成２０年７月１５日 東北大学金属材料研究所発行の「文部科学省科学研究費補助金 特定領域研究 スピン流の創出と制御 平成２０年度研究会」に発表
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成２０年７月２２日 「文部科学省科学研究費補助金 特定領域研究 スピン流の創出と制御 平成２０年度研究会」において発表
【出願人】（３０１０２３２３８）独立行政法人物質・材料研究機構 (1,333)
【Ｆターム（参考）】
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