JP4542520B2 - 改善された接合形態を有するナノ接合 - Google Patents
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Description
また、弾道磁気抵抗素子は、放射能耐性が強くてミサイルのような軍需用や宇宙航空分野にも適用可能である。
ここで、一側の接合ワイヤーの幅は150nmで、他側の接合ワイヤーの幅は125nmである。両側接合ワイヤーの接触面の幅(width)yは2〜15nmで、長さxは0nmである。初期状態で、接合ワイヤーのスピンモーメント方向は相互に異なる。100Oeの磁場を右側の接合ワイヤーにかけてt1(300ps(pico second))で流すと、右側の接合ワイヤーに磁壁が形成される。t2(600ps)では、磁壁が接合ワイヤーの接合部分の方向に移動する。3〜4ns(nanosecond)後に最終結果として示す接合ワイヤー間の磁壁は、相互にその厚さが異なる。すなわち、図1で、(A)は最終的に接合ワイヤー間の接合部に示す磁壁の厚さが58nmで、(B)は最終的に接合ワイヤー間の接合部に示す磁壁の厚さが175nmである。
ここで、一側の接合ワイヤーの幅は150nmで、他側の接合ワイヤーの幅は125nmである。両側の接合ワイヤーの接触面の幅yは2〜15nmで、長さxは3〜20nmである。初期状態で、接合ワイヤーのスピンモーメント方向は相互に異なる。100Oeの磁場を右側の接合ワイヤーにかけてt1(300ps)で流すと、右側の接合ワイヤーに磁壁が形成される。t2(600ps)では、磁壁が接合ワイヤーの接合部分の方向に移動する。3〜4ns後に最終結果として、接合ワイヤー間の磁壁はその厚さが相互に異なるように示す。すなわち、図2で、(A)は最終的に接合ワイヤー間の接合部に示す磁壁の厚さが60nmで、(B)は最終的に接合ワイヤー間の接合部に示す磁壁の厚さが180nmである。
したがって、弾道磁気抵抗比の信頼性を確保するために、接合ワイヤーの初期スピンモーメント方向に関係なくナノ接合部の磁壁の厚さが一定のナノ接合を獲得することが要求される。すなわち、ナノ接合部の磁壁に示す弾道磁気抵抗が接合ワイヤーの初期スピンモーメント方向に関係なく安定したナノ接合部の形状を得ることを必要とする。
また、本発明の目的は、接合ワイヤーの初期スピンモーメント方向に関係なく接合ワイヤー間の接合部の弾道磁気抵抗(BMR)を一定に維持するナノ接合を提供することにある。
また、本発明は、2個の接合ワイヤーが接合されるナノ接合であって、接合される接合領域を含む接合面が一定の傾斜角をなす形態を有する第1の接合ワイヤーと、前記第1の接合ワイヤーと前記接合領域で接合し、前記第1の接合ワイヤーの接合面の傾斜角と対称する傾斜角をなす接合面を有する第2の接合ワイヤーとを含むことを特徴とする。
下記の実施形態では、両側にNi81Fe19ナノワイヤーを使用する場合のナノ接合を説明する。本発明によるナノ接合を示す図は、基板に塗布された薄膜(thin film)を上から見たことを示す。
ここで、第1の接合ワイヤーは接合される接合領域(contact area)を含む接合面(contact plane)が四分円形を有し、第2の接合ワイヤーは第1の接合ワイヤーと接合領域で接合し、第1の接合ワイヤーの四分円の接合面と原点対称する四分円形の接合面を有する。これは、四分円の両端が相互に接している形態である。第1の接合ワイヤーの幅は150nmで、他側の接合ワイヤーの幅は125nmである。
ここで、第1の接合ワイヤーは接合される接合領域を含む接合面が四分円形を有し、第2の接合ワイヤーは第1の接合ワイヤーと接合領域で接合し、第1の接合ワイヤーの四分円の接合面と原点対称する四分円形の接合面を有する。但し、ここでは、このような四分円が接合される部分が長方形の長さを有する。
以上に、接合ワイヤーとしてNiFe(特に、Ni81Fe19)を使用する場合を説明したが、それ以外にCo又はNiのようにフェルミエネルギー(Fermi energy)でアップスピン(up spin)がダウンスピン(down spin)より多くの材料を使用することができる。
Claims (6)
- 磁壁を形成する強磁性体で構成される2個の接合ワイヤーが接合される、弾道磁気抵抗素子用のナノ接合であって、接合される接合領域を含む接合面が四分円形を有する第1の接合ワイヤーと、前記第1の接合ワイヤーと前記接合領域で接合し前記第1の接合ワイヤーの四分円の接合面と原点対称の四分円形の接合面を有する第2の接合ワイヤーとを含み、磁壁を形成する前記第1及び第2のワイヤーのナノ接合部の磁気モーメントが初期状態に関係なく接合の両側で常に反対方向であることを特徴とするナノ接合。
- 前記接合領域の長さは0〜20nmで、前記接合領域の幅は2〜15nmであることを特徴とする請求項1記載のナノ接合。
- 前記第1の接合ワイヤーと第2の接合ワイヤーはNi、Co又はNiFeであることを特徴とする請求項1記載のナノ接合。
- 磁壁を形成する強磁性体で構成される2個の接合ワイヤーが接合される、弾道磁気抵抗素子用のナノ接合であって、接合される接合領域を含む接合面が一定の傾斜角をなす形態を有する第1の接合ワイヤーと、前記第1の接合ワイヤーと前記接合領域で接合し前記第1の接合ワイヤーの接合面の傾斜角と対称の傾斜角をなす接合面を有する第2の接合ワイヤーとを含み、磁壁を形成する前記第1及び第2のワイヤーのナノ接合部の磁気モーメントが初期状態に関係なく接合の両側で常に反対方向であることを特徴とするナノ接合。
- 前記接合領域の長さは3〜20nmで、前記接合領域の幅は2〜15nmであることを特徴とする請求項4記載のナノ接合。
- 前記第1の接合ワイヤーと第2の接合ワイヤーはNi、Co又はNiFeであることを特徴とする請求項4記載のナノ接合。
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