ZnOをバリア層として用いた強磁性トンネル接合の磁気抵抗効果

摘要

ZnOは六方晶系の結晶構造を有し，バルクにおいて3.3eVのワイドバンドギャップを有する酸化物半導体として知られている．ZnOは，結晶性のMgOをバリア層として強磁性トンネル接合に用いた場合と同様に，コヒーレントな電子のトンネル伝導により高いMR比が実現できる可能性がある．また，スパッタ法などによる膜形成を行った際に生じる，ZnO格子内の酸素欠損や格子間Znがドナー準位を形成し，n型半導体となりやすいことが知られており，半導体中へのスピン注入を行うための有望な材料であると考えられる．本研究では，ZnOを強磁性トンネル接合のバリア層として用い，磁気抵抗効果の発現機構について調べると共に，スピン伝導素子としての有用性の検討を行った．