ハーフメタルを用いた磁気トンネル接合におけるTMR効果の温度依存性に関する理論研究

摘要

近年、ハーフメタルの1つとして知られるフルホイスラー合金（Co_2MnSi，Co_2FeAl_(0.5)Si_(0.5)等）を強磁性電極層に用いた磁気トンネル接合（MTJ）におけるトンネル磁気抵抗（TMR）効果に関する研究が盛hに行われており、これまでAlO_xやMgOを絶縁体障壁層に用いた系において低温で500％～800％を超える高いTMR比が得られている。しかしながら室温では、MTJの反平行磁化状態における抵抗が小さくなりTMR比が大きく減少することが報告されており、反平行磁化状態で抵抗（電気伝導度）の温度依存性の改善が課題となっている。反平行磁化状態における電気伝導度の温度依存性にはさまざまな要因が考えられるが、その1つとしてハーフメタル／絶縁体へテロ接合界面におけるスピン反転過程（マグノン励起など）による電気伝導度の寄与が考えられる。強磁性体／絶縁体の接合界面付近で局在スピンの揺らぎ·マグノン励起が生じた場合、界面での局在スピンの量子化軸が回転してノンコリニア磁気構造が生じる。本研究では、磁気トンネル接合において伝導電子のスピン反転過程を与える物理的要因として界面付近でのノンコリニア磁気構造を考慮する。