JPH04116163A - 銀の単結晶薄膜および金属人工格子の製造方法 - Google Patents
銀の単結晶薄膜および金属人工格子の製造方法Info
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- JPH04116163A JPH04116163A JP23208690A JP23208690A JPH04116163A JP H04116163 A JPH04116163 A JP H04116163A JP 23208690 A JP23208690 A JP 23208690A JP 23208690 A JP23208690 A JP 23208690A JP H04116163 A JPH04116163 A JP H04116163A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、組成変調構造を有する金属人工格子のバッフ
ァー層の製造方法に関するものである。
ァー層の製造方法に関するものである。
(従来の技術)
銀薄膜のエピタキシャル成長はその表面構造や成長条件
への学術的興味、あるいはその低い電気抵抗から注目さ
れ研究されている。例えば、5i(111)基板上にA
g(111)を電子ビーム蒸着法により作製し、反射高
速電子線回折(RHEED)によりその結晶性を評価し
た例(ジャパニーズジャーナルオブアプライドフィジッ
クス(J、 J、 A、 P、)第17巻、第22号2
097頁)や、フッ酸洗浄した5i(100)基板上に
Ag(100)を基板温度室温で蒸着法により作製し、
低速電子線回折(LEED)によりその結晶性を評価し
た例(ジャパニーズジャーナルオブアプライドフィジッ
クス(J、 J、 A、 P、)第16巻、第3号51
9頁)、あるいは襞間したマイカ上に基板温度550に
でAg(111)を蒸着法により作製した例(シンソリ
ッドフィルムズ(Thin 5olid Films)
第81巻、L93頁)などがある。
への学術的興味、あるいはその低い電気抵抗から注目さ
れ研究されている。例えば、5i(111)基板上にA
g(111)を電子ビーム蒸着法により作製し、反射高
速電子線回折(RHEED)によりその結晶性を評価し
た例(ジャパニーズジャーナルオブアプライドフィジッ
クス(J、 J、 A、 P、)第17巻、第22号2
097頁)や、フッ酸洗浄した5i(100)基板上に
Ag(100)を基板温度室温で蒸着法により作製し、
低速電子線回折(LEED)によりその結晶性を評価し
た例(ジャパニーズジャーナルオブアプライドフィジッ
クス(J、 J、 A、 P、)第16巻、第3号51
9頁)、あるいは襞間したマイカ上に基板温度550に
でAg(111)を蒸着法により作製した例(シンソリ
ッドフィルムズ(Thin 5olid Films)
第81巻、L93頁)などがある。
(発明が解決しようとする課題)
金属人工格子に於てその特殊な性質、例えば垂直磁気異
方性等の効果を高めるためには人工格子の結晶性を高め
ることが必要となる場合が多い。
方性等の効果を高めるためには人工格子の結晶性を高め
ることが必要となる場合が多い。
しかし、基板上に金属人工格子を結晶性よく成長させる
ことは必ずしも容易ではない。その場合には基板と金属
人工格子の間に表面平坦性のよい単結晶のバッファー層
を設けるのが有効である。
ことは必ずしも容易ではない。その場合には基板と金属
人工格子の間に表面平坦性のよい単結晶のバッファー層
を設けるのが有効である。
本発明の目的は金属人工格子と基板との間に表面平坦性
のよい銀の単結晶薄膜のバッファー層を提供することに
ある。
のよい銀の単結晶薄膜のバッファー層を提供することに
ある。
(課題を解決するための手段)
本発明は、(1)基板温度が50℃以上250’C以下
で酸化マグネシウム(100)基板上、ないしシリコン
(100)基板上にイオンビームスパッタ法により形成
することを特徴とする銀(100)単結晶薄膜の製造方
法、(2)基板温度が50℃以上250℃以下でシリコ
ン(111)基板上にイオンビームスパッタ法により形
成することを特徴とする銀(111)単結晶薄膜の製造
方法、および(3)前記方法により作製した銀(100
)ないし銀(111)単結晶銀膜の上に2種類の金属を
交互に形成することを特徴とする金属人工格子の製造方
法である。
で酸化マグネシウム(100)基板上、ないしシリコン
(100)基板上にイオンビームスパッタ法により形成
することを特徴とする銀(100)単結晶薄膜の製造方
法、(2)基板温度が50℃以上250℃以下でシリコ
ン(111)基板上にイオンビームスパッタ法により形
成することを特徴とする銀(111)単結晶薄膜の製造
方法、および(3)前記方法により作製した銀(100
)ないし銀(111)単結晶銀膜の上に2種類の金属を
交互に形成することを特徴とする金属人工格子の製造方
法である。
(実施例)
以下本発明について実施例により説明する。第1図およ
び第2図は、本発明の鎖車結晶薄膜の模式図である。5
i(100)、あるいはMgO基板1上にAg(100
)単結晶膜2が、5i(111)基板1上にAg(11
1)が積層されている。本発明に当たっては第3図に示
したイオンビームスパッタ装置を用いた。真空チャンバ
ー10はカウフマン型イオン源11を装備し、Agター
ゲット5をスパッタする。スパッタされた粒子5′は天
板6で発散視野が制限され、更に真空チャンバー外部か
ら駆動されるシャッター7及び水晶振動子膜厚計8によ
り膜厚をモニターしなからシャッターの開閉により、A
g薄膜が形成される。9はヒーター、12は真空ポンプ
、13はゲートバルブ、14は基板ホルダーである。こ
の時、チャンバー内の真空度はlXl0 ’torr、
基板面内の膜厚分布を避けるために基板に60rppm
の回転を与えている。イオン源4の出力を600v、2
0mAとした時にAgの成膜速度は0.2A/seeで
あった。
び第2図は、本発明の鎖車結晶薄膜の模式図である。5
i(100)、あるいはMgO基板1上にAg(100
)単結晶膜2が、5i(111)基板1上にAg(11
1)が積層されている。本発明に当たっては第3図に示
したイオンビームスパッタ装置を用いた。真空チャンバ
ー10はカウフマン型イオン源11を装備し、Agター
ゲット5をスパッタする。スパッタされた粒子5′は天
板6で発散視野が制限され、更に真空チャンバー外部か
ら駆動されるシャッター7及び水晶振動子膜厚計8によ
り膜厚をモニターしなからシャッターの開閉により、A
g薄膜が形成される。9はヒーター、12は真空ポンプ
、13はゲートバルブ、14は基板ホルダーである。こ
の時、チャンバー内の真空度はlXl0 ’torr、
基板面内の膜厚分布を避けるために基板に60rppm
の回転を与えている。イオン源4の出力を600v、2
0mAとした時にAgの成膜速度は0.2A/seeで
あった。
以上の条件で、まず基板としてMg0(100)を用い
、基板温度を一50℃から600℃の条件で1500A
の厚さの銀薄膜を作製し、X線回折および反射高速電子
線回折(RHEED)により、それぞれの膜の結晶性を
調べた。基板温度150℃のときのX線回折の結果を第
4図、電子顕微鏡写真を第6図(a)、(b)に示す。
、基板温度を一50℃から600℃の条件で1500A
の厚さの銀薄膜を作製し、X線回折および反射高速電子
線回折(RHEED)により、それぞれの膜の結晶性を
調べた。基板温度150℃のときのX線回折の結果を第
4図、電子顕微鏡写真を第6図(a)、(b)に示す。
第6図のRHEEDの2つのパターンは互いに45度離
れており、4回対称のパターンで、第6図(a)は(1
10)、第6図(b)は(100)から見たものである
。
れており、4回対称のパターンで、第6図(a)は(1
10)、第6図(b)は(100)から見たものである
。
鋭いAg(200)ピークが観測されたX線回折の結果
とあわせて考えると、銀の(100)単結晶薄膜ができ
ているのがわかる。(110)からみたストリーク間の
幅から銀の(110)の格子面間隔は2.88A、(1
00)からみたストリーク間の幅から銀の(100)の
格子面間隔は4.08Aである。この膜は、第6図のパ
ターンがストリークから成り、しかも表面は鏡面である
ことから平坦性の良いこともわかった。平坦性の良い鏡
面の銀の(100)単結晶薄膜は基板温度50℃〜25
0℃の間でのみ得られた。一方、基板温度が50℃より
低いときには銀薄膜は多結晶であった。また、250℃
より高い温度で作製した試料は(100)単結晶薄膜だ
が、試料表面が白濁し表面の平坦性が悪かった。また、
同様の結果がフッ酸洗浄をおこなった5i(100)基
板を用いた場合にも得られた。なおフッ酸洗浄をおこな
わずに5i(100)基板上に銀薄膜を作製すると表面
の一部が白濁し平坦性が悪くなる場合があった。
とあわせて考えると、銀の(100)単結晶薄膜ができ
ているのがわかる。(110)からみたストリーク間の
幅から銀の(110)の格子面間隔は2.88A、(1
00)からみたストリーク間の幅から銀の(100)の
格子面間隔は4.08Aである。この膜は、第6図のパ
ターンがストリークから成り、しかも表面は鏡面である
ことから平坦性の良いこともわかった。平坦性の良い鏡
面の銀の(100)単結晶薄膜は基板温度50℃〜25
0℃の間でのみ得られた。一方、基板温度が50℃より
低いときには銀薄膜は多結晶であった。また、250℃
より高い温度で作製した試料は(100)単結晶薄膜だ
が、試料表面が白濁し表面の平坦性が悪かった。また、
同様の結果がフッ酸洗浄をおこなった5i(100)基
板を用いた場合にも得られた。なおフッ酸洗浄をおこな
わずに5i(100)基板上に銀薄膜を作製すると表面
の一部が白濁し平坦性が悪くなる場合があった。
次に、基板としてフッ酸洗浄を行った5i(111)を
用い、基板温度を一50℃から600℃の条件で150
0Aの厚さの銀薄膜を作製し、X線回折およびRHEE
Dにより、それぞれの膜の結晶性を調べた。基板温度1
50℃のときの結果を第5図に、電子顕微鏡写真を第7
図(a)、(b)に示す。第7図の2つのパターンは互
いに30度離れており、6回対称のパターンで、第7図
(a)は(110)、第7図(b)は(221)から見
たものである。鋭いAg(111)ピークが観測された
X線回折の結果とあわせて考えると、銀の(111)単
結晶ができているのがわかる。(110)および(22
1)からみたストリーク間の輻から銀の(110)の格
子面間隔は2.88Aである。この膜は、第7図のパタ
ーンがストリークから成り、しかも表面が鏡面であるこ
とから平坦性もよいことがわかった。平坦性の良い鏡面
の銀の(111)単結晶薄膜は基板温度50’C〜25
0’Cの間でのみ得られた。一方、基板温度が50℃よ
り低いときには銀薄膜は多結晶であった。また、 250’Cより高温で作製した試料は(111)単結晶
薄膜だが、試料表面が白濁し表面の平坦性が悪かった。
用い、基板温度を一50℃から600℃の条件で150
0Aの厚さの銀薄膜を作製し、X線回折およびRHEE
Dにより、それぞれの膜の結晶性を調べた。基板温度1
50℃のときの結果を第5図に、電子顕微鏡写真を第7
図(a)、(b)に示す。第7図の2つのパターンは互
いに30度離れており、6回対称のパターンで、第7図
(a)は(110)、第7図(b)は(221)から見
たものである。鋭いAg(111)ピークが観測された
X線回折の結果とあわせて考えると、銀の(111)単
結晶ができているのがわかる。(110)および(22
1)からみたストリーク間の輻から銀の(110)の格
子面間隔は2.88Aである。この膜は、第7図のパタ
ーンがストリークから成り、しかも表面が鏡面であるこ
とから平坦性もよいことがわかった。平坦性の良い鏡面
の銀の(111)単結晶薄膜は基板温度50’C〜25
0’Cの間でのみ得られた。一方、基板温度が50℃よ
り低いときには銀薄膜は多結晶であった。また、 250’Cより高温で作製した試料は(111)単結晶
薄膜だが、試料表面が白濁し表面の平坦性が悪かった。
なおフッ酸洗浄をおこなわずに5i(111)基板上に
銀薄膜を作製すると表面の一部が白濁し平坦性が悪くな
る場合があった。
銀薄膜を作製すると表面の一部が白濁し平坦性が悪くな
る場合があった。
つぎにこのようにして作製した平坦性のよい銀星結晶薄
膜、Ag(100)あるいはAg(111)上にCo/
PdおよびCo/Au人工格子を作製しVSMおよびト
ルク磁力計で垂直磁気異方性エネルギーを求め、Mg0
(100)、5i(100)および5i(111)基板
上に直接Co/Pd人工格子を作製した場合と比較を行
った。作製したCo/PdおよびCo/Au人工格子は
すべて二元イオンビームスパッタ法で作製したものでC
o層が3A、 Pd層ないしAu層が60A、繰り返し
周期が40回である。その結果を第1表および第2表に
示す。
膜、Ag(100)あるいはAg(111)上にCo/
PdおよびCo/Au人工格子を作製しVSMおよびト
ルク磁力計で垂直磁気異方性エネルギーを求め、Mg0
(100)、5i(100)および5i(111)基板
上に直接Co/Pd人工格子を作製した場合と比較を行
った。作製したCo/PdおよびCo/Au人工格子は
すべて二元イオンビームスパッタ法で作製したものでC
o層が3A、 Pd層ないしAu層が60A、繰り返し
周期が40回である。その結果を第1表および第2表に
示す。
第1表
第2表
表の通り、銀の単結晶薄膜をバッファー層として用いる
ことにより、Co/PdおよびCo/Au両者とも垂直
磁気異方性エネルギーが高く、特性のよい垂直磁化膜を
得ることができた。また、Co/PdではAg(111
)のほうが、Co/AuではAg(100)のほうが効
果が高い。
ことにより、Co/PdおよびCo/Au両者とも垂直
磁気異方性エネルギーが高く、特性のよい垂直磁化膜を
得ることができた。また、Co/PdではAg(111
)のほうが、Co/AuではAg(100)のほうが効
果が高い。
(発明の効果)
以上実施例にて説明したように本発明によれば、表面平
坦性のよい(100)、および(111)の銀星結晶薄
膜が得られ、これをバッファー層として用いることによ
り、従来のものより特性のよい金属人工格子を作製する
ことが出来るものである。
坦性のよい(100)、および(111)の銀星結晶薄
膜が得られ、これをバッファー層として用いることによ
り、従来のものより特性のよい金属人工格子を作製する
ことが出来るものである。
第1図および第2図は本発明の単結晶銀薄膜の構造を示
す模式図。第3図は本発明を実施するために用いたイオ
ンビームスパッタ装置の模式図。 第4図はMg0(100)基板上に作製したAg薄膜の
X線回折図、第6図(a)、(b)はその電子顕微鏡写
真、第5図は5i(111)基板上に作製したAg薄膜
のX線回折図、第7図(a)、(b)はその電子顕微鏡
写真。 図において、1はSi又はMgO基板、2はAg単結晶
膜、5はターゲット、7はシャッター、1oは真空チャ
ンバー、11はイオン源である。
す模式図。第3図は本発明を実施するために用いたイオ
ンビームスパッタ装置の模式図。 第4図はMg0(100)基板上に作製したAg薄膜の
X線回折図、第6図(a)、(b)はその電子顕微鏡写
真、第5図は5i(111)基板上に作製したAg薄膜
のX線回折図、第7図(a)、(b)はその電子顕微鏡
写真。 図において、1はSi又はMgO基板、2はAg単結晶
膜、5はターゲット、7はシャッター、1oは真空チャ
ンバー、11はイオン源である。
Claims (3)
- (1) 基板温度が50℃以上250℃以下で酸化マグ
ネシウム(100)基板上、ないしシリコン(100)
基板上にイオンビームスパッタ法により形成することを
特徴とする銀(100)単結晶薄膜の製造方法。 - (2) 基板温度が50℃以上250℃以下でシリコン
(111)基板上にイオンビームスパッタ法により形成
することを特徴とする銀(111)単結晶薄膜の製造方
法。 - (3) 請求項1あるいは請求項2の方法により銀(1
00)あるいは銀(111)単結晶膜を形成し、この銀
膜の上に2種類の金属を交互に形成することを特徴とす
る金属人工格子の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02232086A JP3074712B2 (ja) | 1990-08-31 | 1990-08-31 | 銀の単結晶薄膜および金属人工格子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02232086A JP3074712B2 (ja) | 1990-08-31 | 1990-08-31 | 銀の単結晶薄膜および金属人工格子の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04116163A true JPH04116163A (ja) | 1992-04-16 |
JP3074712B2 JP3074712B2 (ja) | 2000-08-07 |
Family
ID=16933782
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP02232086A Expired - Lifetime JP3074712B2 (ja) | 1990-08-31 | 1990-08-31 | 銀の単結晶薄膜および金属人工格子の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3074712B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004533538A (ja) * | 2000-07-10 | 2004-11-04 | オプネティクス コーポレイション | 2重スキャン薄膜処理システム |
WO2023249493A1 (en) * | 2022-06-21 | 2023-12-28 | University Of South-Eastern Norway | Process for producing single crystal-like silver films |
-
1990
- 1990-08-31 JP JP02232086A patent/JP3074712B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004533538A (ja) * | 2000-07-10 | 2004-11-04 | オプネティクス コーポレイション | 2重スキャン薄膜処理システム |
WO2023249493A1 (en) * | 2022-06-21 | 2023-12-28 | University Of South-Eastern Norway | Process for producing single crystal-like silver films |
NO347559B1 (en) * | 2022-06-21 | 2024-01-15 | Univ Of South Eastern Norway | Process for producing single crystal silver films |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3074712B2 (ja) | 2000-08-07 |
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