HM/Co-Fe-B/HM/MgO(HM = Ta,W)構造の磁化特性

摘要

ポロジカルに保護されたスキルミオンと呼ばれるナノ磁気構造[1]は次世代のメモリ素子や論理演算素子への応用が期待され、現在スピントロニクスの分野などで精力的に研究が行われている。強磁性層としてCo-Fe-Bを用いた多層薄膜構造において、スキルミオンは強磁性層と絶縁層の接合により発生する界面磁気異方性に由来する垂直磁気異方性(PMA)と、Dzyaloshinskii-Moriya 相互作用との競合によって特定の磁場-温度領域で出現する。スキルミオンを有する多層薄膜構造の先行研究では重金属(HM)にはTa が広く用いられてきたが、250°C以上のアニール温度で磁性が抑制される報告があり[2]、より高温のプロセスに耐える別材料の探索が必要である[3]。例えばW 上にCo-Fe-B を積層した先行研究では400°C以上でのアニール処理後でもPMA を示すことが報告されており、W/Co-Fe-B 接合はよりデバイス化に適した材料として期待される[4]。