Co{sub}2FeAl{sub}xSi{sub}(1-x)ホイスラー合金薄膜の構造とトンネル磁気抵抗特性

摘要

スピンン分極率が100％を示すハーフメタルは，トンネル磁気抵抗(TMR)比やスピン注入効率を増大させる材料として期待されている．Co基フルホイスラー合金にはハーフメタルと理論上予想される材料が多く存在し，また，キュリー温度が室温よりも高いためスピントロニクスデバイスの有望な材料である．これを電極とするTMR効果に関する実験も行われており，我々はこれまでCo{sub}2Cr{sub}(1-x)Fe{sub}xAl，Co{sub}2V{sub}(1-x)Fe{sub}xAl，Co{sub}2FeSi等のフルホイスラー合金薄膜について研究を行ってきた．特にCo{sub}2FeSiでは，高いスピン分極率を有するために必要と考えられる秩序構造(L2{sub}1)を比較的低熱処理温度で得られることを示した．しかしながら，これを用いたTMR素子では，ハーフメタルから期待されるような大きなTMR比は得られていない．この原因のひとつに，下地層との不整合によるCo{sub}2FeSiの表面（Co{sub}2FeSi／絶縁層界面）粗さが考えられる．一方，Co{sub}2FeAlは室温で52％と比較的大きなTMR比が得られたが，結晶構造はL2{sub}1構造が得にくく，不規則なB2構造であった．今回Co{sub}2FeSiのSiをAlで置換したCo{sub}2FeAl{sub}xSi{sub}(1-x)フルホイスラー合金薄膜について，その構造とそれを用いた強磁性トンネル接合のTMR効果を明らかにすることを目的として，実験を行った．