JP2004039941A5

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Publication number: JP2004039941A5
Application number: JP2002196662A
Authority: JP
Filing date: 2002-07-05
Publication date: 2005-09-08
Anticipated expiration: 2022-07-05

Claims

第１の磁性層と、第２の磁性層と、該第１の磁性層と第２の磁性層との間に形成された電子伝導中間層とを備え、膜厚方向にセンス電流が流れる磁気抵抗効果素子において、
上記第１の磁性層に含有される磁性体の伝導電子が属するエネルギーバンドと、上記第２の磁性層のうち少なくとも一方に含有される磁性体の伝導電子が属するエネルギーバンドとが同種の軌道であることを特徴とする磁気抵抗効果素子。
第１の磁性層と、第２の磁性層と、該第１の磁性層と第２の磁性層との間に形成された電子伝導中間層とを備え、膜厚方向にセンス電流が流れる磁気抵抗効果素子において、
上記第１の磁性層、第２の磁性層のうち少なくとも一方に含有される磁性体の伝導電子が属するエネルギーバンドと、上記電子伝導中間層に含有される非磁性体の伝導電子が属するエネルギーバンドとが同種の軌道であることを特徴とする磁気抵抗効果素子。
第１の磁性層と、第２の磁性層と、該第１の磁性層と第２の磁性層との間に形成された非磁性電子伝導中間層とを備え、膜厚方向にセンス電流が流れる磁気抵抗効果素子において、
上記第１の磁性層及び第２の磁性層は、ハーフメタル磁性体又は高分極率磁性体を含有することを特徴とする磁気抵抗効果素子。
前記ハーフメタル磁性体として、酸化物磁性体、磁性半導体、ホイスラー合金のうち少なくとも１種を含有することを特徴とする請求項３に記載の磁気抵抗効果素子。
上記第１の磁性層、第２の磁性層のうち少なくとも一方は、ｄ電子伝導体であるハーフメタル磁性体として、Fe₃O₄, CrO₂, LaSrMnOのうち少なくとも１種を含有することを特徴とする請求項１〜３に記載の磁気抵抗効果素子。
上記第１の磁性層、第２の磁性層のうち少なくとも一方は、ｓ電子伝導体であるハーフメタル磁性体として、(MMn)₂Al₂（MはCu,Ni,Co,Fe）又はCo₂MnX（X＝Al,Si、Sn、Ge）なる組成を持つホイスラー合金を含有することを特徴とする請求項１〜３に記載の磁気抵抗効果素子。
上記第１の磁性層、第２の磁性層のうち少なくとも一方は、ｄ電子伝導体であるハーフメタル磁性体として、CrAsの磁性半導体を含有することを特徴とする請求項１〜３に記載の磁気抵抗効果素子。
上記第１の磁性層、第２の磁性層のうち少なくとも一方は、ｄ電子伝導体である高分極率材料として、ＦｅあるいはＦｅを含有する３ｄ強磁性化合物ＦｅＸであり、ＸがＮｉ，Ｃｏ，Ｃ，Ｎ，Ｏを少なくとも一つ含有し、Ｆｅの含有率が50％以上である材料を含有することを特徴とする請求項１〜３に記載の磁気抵抗効果素子。
上記第１の磁性層、第２の磁性層のうち少なくとも一方は、ｓ電子伝導体である高分極率材料として、Ni、CoあるいはNi,Coを含有する３ｄ強磁性化合物（Ni,Co）Ｘで、ＸがFe，Ｃ，Ｎ，Ｏを少なくとも一つ含有し、（Ni,Co）の含有率が50％以上である材料を含有することを特徴とする請求項１〜３に記載の磁気抵抗効果素子。
上記電子伝導中間層は、ｓ電子伝導体であるＡｕ，Ｃｕ、Ｐｔ，Ａｕ，Ｐｄ，Ａｇ，Ｒｈ，Ｒｕのうち少なくとも１種を含有する貴金属層であることを特徴とする請求項１〜３に記載の磁気抵抗効果素子。
上記電子伝導中間層は、ｄ電子伝導体である貴金属、ペロブスカイト酸化物、ルチル構造酸化物のうち少なくとも１種を含有することを特徴とする請求項１〜３に記載の磁気抵抗効果素子。
上記ｄ電子伝導体である貴金属は、Ｐｔ，Ｐｄ，Ａｇ，Ｒｈ，Ｒｕのうち少なくとも１種であることを特徴とする請求項１１に記載の磁気抵抗効果素子。
上記第１の磁性層、第２の磁性層が、ハーフメタル磁性体としてＦｅ _３Ｏ _４を含有し、且つ電子伝導中間層が、ペロブスカイト酸化物としてＳｒＴｉＯ又はルチル構造酸化物としてＴｉＯ_２を含有することを特徴とする請求項１〜３に記載の磁気抵抗効果素子。
上記第１の磁性層はｄ電子伝導体である磁性体を含有し、上記第２の磁性層はｓ電子伝導体である磁性体を含有し、上記電子伝導中間層はｄ電子伝導体である非磁性体を含有することを特徴とする請求項１〜３に記載の磁気抵抗効果素子。
上記第１の磁性層はｄ電子伝導体である磁性体を含有し、上記第２の磁性層はｄ電子伝導体である磁性体を含有し、上記電子伝導中間層はｄ電子伝導体である非磁性体を含有することを特徴とする請求項１〜３に記載の磁気抵抗効果素子。
上記第１の磁性層はｄ電子伝導体である磁性体を含有し、上記第２の磁性層はｄ電子伝導体である磁性体を含有し、上記電子伝導中間層はｓ電子伝導体である非磁性体を含有することを特徴とする請求項１〜３に記載の磁気抵抗効果素子。
上記第１の磁性層はｓ電子伝導体である磁性体を含有し、上記第２の磁性層はｓ電子伝導体である磁性体を含有し、上記電子伝導中間層はｓ電子伝導体である非磁性体を含有することを特徴とする請求項１〜３に記載の磁気抵抗効果素子。
電流が膜厚方向に流れることにより磁気抵抗効果を生じることを特徴とする請求項１〜１７に記載の磁気抵抗効果素子。
上記電子伝導中間層を通って上記第１の磁性層及び第２の磁性層間に電流が流れる状態で外部磁界が印加されると、上記第１の磁性層の磁化方向は変化することを特徴とする請求項１〜１７に記載の磁気抵抗効果素子。
上記第２の磁性層の電子伝導中間層と対向する面とは反対側の面上に反強磁性層を形成し、上記第２の磁性層の磁化を固定することを特徴とする請求項１〜１７に記載の磁気抵抗効果素子。
上記第２の磁性層と上記反強磁性層との間に、貴金属層又は面心立方構造合金を含有する金属層が形成されていることを特徴とする請求項２０記載の磁気抵抗効果素子。
請求項１〜２１に記載の磁気抵抗効果素子を有する磁気ヘッド。
請求項１〜２１に記載の磁気抵抗効果素子と、
前記磁気抵抗効果素子の膜厚方向に電流を供給する電極と、
障壁層を介して前記磁気抵抗効果素子に接続された完全分極スピン注入手段とを備えることを特徴とする磁気ヘッド。
磁気記録層を有する磁気記録媒体と、
前記磁気記録媒体を駆動する駆動部と、
請求項１〜２１に記載の磁気抵抗効果素子を有する磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドを前記磁気記録媒体上の所定の位置に移動させるアクチュエーターと、
前記磁気ヘッドからの出力信号再生を行う信号処理手段とを備える磁気記録装置。
前記磁気ヘッドは、記録部と再生部とを備えることを特徴とする請求項２４記載の磁気記録装置。
請求項１〜２１に記載の磁気抵抗効果素子を有する磁気センサと、
前記磁気センサに接続し、素子に電流を流すビット線と、
前記磁気センサ膜を挟んで前記ビット線と対抗した位置の、前記磁気センサ膜から離れた位置にあって、かつ、前記ビット線に直交し、前記磁気センサ膜に記録動作を行うワード線と、
記録信号を増幅する増幅系と、
読み出し、書き込みのスイッチをおこなう読み出しワード線を備えたセルが、複数個並列している構造を持つ磁気メモリ。