JP2000357828A - 強磁性酸化物およびこれを用いた磁気抵抗素子 - Google Patents

強磁性酸化物およびこれを用いた磁気抵抗素子

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JP2000357828A
JP2000357828A JP11168790A JP16879099A JP2000357828A JP 2000357828 A JP2000357828 A JP 2000357828A JP 11168790 A JP11168790 A JP 11168790A JP 16879099 A JP16879099 A JP 16879099A JP 2000357828 A JP2000357828 A JP 2000357828A
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Masayoshi Hiramoto
雅祥 平本
Eiichi Hirota
榮一 廣田
Hiroshi Sakakima
博 榊間
Nozomi Matsukawa
望 松川
Hideaki Adachi
秀明 足立
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • H10N50/85—Magnetic active materials

Abstract

(57)【要約】 【課題】 比較的高温で高いスピン分極率を持つ酸化物
材料とこれを用いた磁気抵抗変化素子を提供する。 【解決手段】 Ａ（Ｂ1 1-x、Ｂ2 x）Ｏ3で表されるペロ
ブスカイト構造（Ａは、アルカリ金属、アルカリ土類金
属、希土類、Ｂｉ、Ｃｄ、Ｐｂから選ばれる少なくとも
１種のイオン、Ｂ1およびＢ2は、遷移金属イオンで、３
ｄ、４ｄまたは５ｄ軌道である最外殻ｄ軌道に存在する
電子数をｎ1、ｎ2（ｎ1≧ｎ2）またはｎ 3、ｎ4（ｎ3≦
ｎ4）とすると、電子数の組み合わせ（ｎ1，ｎ2）
（ｎ3、ｎ4）が、（４，１）、（４，２）、（４，
３）、（５，１）、（５，２）、（５，３）、または
（４，５）、（４，６）、（４，７）、（４，８）、
（５，６）、（５，７）、（５，８）、ｘが０．３〜
０．７）を有する強磁性酸化物とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、強磁性酸化物とこ
れを用いた磁気抵抗素子に関するものである。さらに詳
しくは、本発明は、ディスク、テープメディア等の磁気
記録装置の再生ヘッド、自動車等で用いられる磁気セン
サー、磁気ランダム・アクセス・メモリ（ＭＲＡＭ）等
に広く使用される磁気抵抗薄膜材料および磁気抵抗素子
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、磁場により抵抗が変化する材料と
しては、異方性磁気抵抗効果を用いたＡＭＲ（Anisotro
py Magnetoresistance）、金属多層膜の各磁性層の磁化
相対角の変化による抵抗の変化を用いたＧＭＲ、ＧＭＲ
の１形態であるスピンバルブＧＭＲ（Giant Magnetores
istance）、磁性金属を超薄絶縁膜で分離して絶縁膜を
流れるトンネル電流が各磁性金属の磁化相対角度により
変化することを利用したＴＭＲ（Tunnel Magnetoresist
ance）、絶縁材料中に磁性金属が分散しており、分散し
た磁性金属の磁化方向の外部磁場による変化、クーロン
ブロッケイドあるいは帯電効果により抵抗が変化するグ
ラニュラー材料、磁場により誘起される絶縁体−金属相
転移を用いたＣＭＲ等が知られている。特にＴＭＲは、
絶縁体を介した２つの磁性体のスピン分極率が大きいほ
ど高い磁気抵抗変化率が得られることが理論的に予想さ
れており、分極率が大きい材料が活発に研究されてい
る。最近では、ペロブスカイト・マンガネート材料であ
る（Ｌａ、Ｍ）ＭｎＯ3（ここで、Ｍ＝Ｃａ、Ｓｒ；以
後、慣例に従ってＭ原子に応じてそれぞれ「ＬＣＭ
Ｏ」、「ＬＳＭＯ」とする）を用いたＴＭＲにおいて、
４．２Ｋの低温ではあるが、高い分極率に起因する高磁
気抵抗変化率が得られたことが報告されている（特開平
１０−１２９４５号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】磁場により抵抗が変化
する素子に要求される特性は、できるだけ大きな抵抗変
化率が室温近傍で得られることと、抵抗が変化する磁場
が望ましい磁場範囲内にあることである。例えば、セン
サー、磁気記録の際の読み取りヘッド、ＭＲＡＭ等とし
て用いる場合、低い磁場で高い磁気抵抗変化が得られる
ことが望まれる。
【０００４】前記従来例のうち、さらなる高磁気抵抗の
期待がもたれているのは、ＬＣＭＯやＬＳＭＯ等高スピ
ン分極率材料を用いたＴＭＲである。しかし、これらの
材料には、高いスピン分極を実現しうる温度が４Ｋ程度
という非常に低い温度であるという課題があった。また
従来、ＬＣＭＯを薄膜化する際に、好ましいぺロブスカ
イト構造を得るために、基板上に直接ＬＣＭＯを成膜す
る必要があった。このため、ＴＭＲ素子として利用する
に際し、比較的抵抗の高いＬＣＭＯそのものをリードと
して用いる必要があり、結果として素子抵抗が高くなる
という課題があった。また、従来のペロブスカイト材料
を用いたＴＭＲは、ＦｅＭｎ等の反強磁性金属材料と化
学的に反応を起こしやすいため、あるいは反強磁性材料
上に良好なペロブスカイト構造が形成できないために、
スピンバルブ型ＴＭＲ（反強磁性層／磁性層／絶縁層／
磁性層）が得られないという課題があった。
【０００５】そこで、本発明は、上記従来の課題を解決
して、比較的高温で大きな抵抗変化率が得られる高スピ
ン分極率材料とこれを用いた磁気抵抗変化素子を提供す
ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】従来から、酸化物ペロブ
スカイト構造では、酸素イオンを介した超交換相互作用
により、磁性が発現することは知られている。本発明者
は、さらに、以下の観点から検討を行った。隣接した
磁性イオン間で電子の移動が行われる際に、磁性イオン
全体のスピン数が変化せず、かつ導電の際にスピンの向
きが変化しないことが重要である。ペロブスカイト構
造を得るための、イオン半径、電気的中性の条件を満た
すことが重要である。上記観点から検討した結果、以下
の強い磁性を有する酸化物により、本発明の目的が達成
された。
【０００７】本発明の強い磁性を有する酸化物の一形態
は、組成式：Ａ（Ｂ1 1-x、Ｂ2 x）Ｏ 3で表されるペロブ
スカイト結晶構造を有し、前記Ａ（Ｂ1 1-x、Ｂ2 x）Ｏ3
において、Ａは、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希
土類、Ｂｉ、ＣｄおよびＰｂから選ばれる少なくとも１
種の元素のイオンであり、Ｂ1およびＢ2は、遷移金属の
イオンであって、３ｄ軌道、４ｄ軌道および５ｄ軌道か
ら選ばれるいずれかの最外殻ｄ軌道に存在する電子数を
それぞれｎ1、ｎ2（ただし、ｎ1≧ｎ2）とすると、前記
電子数の組み合わせ（ｎ1，ｎ2）が、（４，１）、
（４，２）、（４，３）、（５，１）、（５，２）およ
び（５，３）から選ばれるいずれかとなり、ｘが０．３
以上０．７以下であることを特徴とする。
【０００８】また、本発明の強い磁性を有する酸化物の
別の形態は、組成式：Ｄ（Ｅ1 1-y、Ｅ2 y）Ｏ3で表され
るペロブスカイト結晶構造を有し、前記Ｄ（Ｅ1 1-y、Ｅ
2 y）Ｏ3において、Ｄは、アルカリ金属、アルカリ土類
金属、希土類、Ｂｉ、ＣｄおよびＰｂから選ばれる少な
くとも１種の元素のイオンであり、Ｅ1およびＥ2は、遷
移金属のイオンであって、３ｄ軌道、４ｄ軌道および５
ｄ軌道から選ばれるいずれかの最外殻ｄ軌道に存在する
電子数をそれぞれｎ3，ｎ4 (ただし、ｎ3≦ｎ4）とする
と、前記電子数の組み合わせ（ｎ3，ｎ4）が、（４，
５）、（４，６）、（４，７）、（４，８）、（５，
６）、（５，７）および（５，８）から選ばれるいずれ
かとなり、ｙが０．３以上０．７以下であることを特徴
とする。
【０００９】ここで、強い磁性を有する酸化物とは、フ
ェロ磁性体とともにフェリ磁性体を含む。以下、本明細
書では、単に「強磁性酸化物」という。
【００１０】上記のように電子数を組み合わせたペロブ
スカイト材料により、高い電気伝導率と、伝導電子の高
いスピン分極率と、高いキュリー温度とが実現できる。
このため、比較的高温においても高いスピン分極率を得
ることができる。なお、組成式：Ａ（Ｂ1 1-x、Ｂ2 x）Ｏ
3で表される酸化物は、主としてフェロ磁性を示し、組
成式：Ｄ（Ｅ1 1-y、Ｅ2 y）Ｏ3で表される酸化物は、主
としてフェリ磁性を示す。しかし、電子数の組み合わせ
により、上記磁性は変化する場合もある。
【００１１】電子の組み合わせの中でも、特に（４，
１）、（４，２）、（４，３）の材料、および（４，
６）、（４，７）、（４，８）の材料は、例外があるも
のの電気伝導率がやや高い傾向が見られ、ＭＲＡＭ、磁
気抵抗変化素子等、低抵抗化が望まれるデバイスに好ま
しい。
【００１２】なお、本発明では、ペロブスカイト構造が
維持されている限り、酸化物が実質的に上記組成式によ
り表示できればよく、酸素欠陥等による化学量論比から
のずれは許容される。また、ペロブスカイト構造は層状
構造であってもよく、酸化物は単結晶体に限らず多結晶
体であってもよい。
【００１３】また、ｘ，ｙは、ともに、０．４以上０．
６以下がさらに好ましく、実質的に０．５であることが
特に好ましい。
【００１４】本発明の強磁性酸化物では、遷移金属のイ
オンが、亜族方式周期表における、４Ａ族、５Ａ族、６
Ａ族、７Ａ族、８族および１Ｂ族から選ばれる少なくと
も１種の元素（Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎ
ｉ、Ｃｕ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔｃ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐ
ｄ、Ａｇ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔお
よびＡｕ）のイオンであることが好ましい。
【００１５】具体的には、Ｂ1、Ｂ2、Ｅ1、Ｅ2のイオン
は、ｄ電子数が１の場合には、Ｔｉ 3+、Ｖ4+、Ｍｎ6+、
Ｚｒ3+、Ｎｂ4+、Ｍｏ5+、Ｔｃ6+、Ｈｆ3+、Ｔａ4+、Ｗ
5+およびＲｅ6+が好ましい。また、ｄ電子数が２の場合
には、Ｔｉ2+、Ｖ3+、Ｍｎ5+、Ｆｅ6+、Ｚｒ2+、Ｎ
ｂ3+、Ｍｏ4+、Ｔｃ5+、Ｒｕ6+、Ｈｆ2+、Ｔａ3+、
Ｗ4+、Ｒｅ5+およびＯｓ6+が好ましい。また、ｄ電子数
が３の場合には、Ｖ2+、Ｃｒ3+、Ｍｎ4+、Ｆｅ5+、Ｎｂ
2+、Ｍｏ3+、Ｔｃ4+、Ｔａ2+、Ｗ3+、Ｒｅ4+およびＩｒ
6+が好ましい。また、ｄ電子数が４の場合には、Ｖ+、
Ｃｒ2+、Ｍｎ3+、Ｆｅ4+、Ｃｏ5+、Ｎｂ1+、Ｍｏ2+、Ｒ
ｕ4+、Ｐｄ6+、Ｗ2+、Ｒｅ3+、Ｏｓ4+およびＰｔ 6+が好
ましい。ｄ電子数が５の場合には、Ｃｒ+、Ｍｎ2+、Ｆ
ｅ3+、Ｃｏ4+、Ｍｏ+、Ｔｃ2+、Ｒｕ3+、Ｒｈ4+、Ｗ+、
Ｒｅ2+、Ｏｓ3+およびＩｒ4+が好ましい。また、ｄ電子
数が６の場合には、Ｍｎ+、Ｆｅ2+、Ｃｏ3+、Ｒｈ3+、
Ｐｄ4+、Ｒｅ+、Ｏｓ2+、Ｉｒ3+およびＰｔ4+が好まし
い。また、ｄ電子数が７の場合には、Ｆｅ+、Ｃｏ2+、
Ｎｉ3+、Ｒｈ2+、Ｐｄ3+、Ｉｒ2+およびＰｔ3+が好まし
い。また、ｄ電子数が８の場合には、Ｃｏ+、Ｎｉ2+、
Ｃｕ3+、Ｒｈ+、Ｐｄ2+、Ａｇ 3+、Ｉｒ+、Ｐｔ2+および
Ａｕ3+が好ましい。
【００１６】Ｂ1、Ｂ2、Ｅ1、Ｅ2の各イオンには、複数
のイオンが含まれていてもよい。
【００１７】また、上記目的を達成するために、本発明
の磁気抵抗素子の一形態は、少なくとも２つの磁性体
と、中間体とを含み、前記中間体を介して前記磁性体が
電気的に接続された磁気抵抗素子であって、前記中間体
を介して電気的に接続している前記磁性体の少なくとも
１つが、上記記載の強磁性酸化物を主体とする磁性体
（以下、単に「ペロブスカイト磁性体」ともいう）であ
ることを特徴とする。
【００１８】本発明の磁気抵抗素子によれば、比較的高
温においても高いスピン分極率を得ることができる。
【００１９】ここで、磁性体とは、強磁性体、フェリ磁
性体または反強磁性体を意味する。磁気抵抗素子が２つ
の磁性体を含む場合、磁性体は強磁性体またはフェリ磁
性体に限られるが、磁性体が３以上存在する場合には反
強磁性体が含まれていてもよい。ただし、中間層を介し
て互いに接続している磁性体は、強磁性体またはフェリ
磁性体である。
【００２０】また、磁性体が電気的に接続している、と
は、電子が一方の磁性体から他方の磁性体へと移動でき
ることを意味し、抵抗値の高低を問わない。したがっ
て、中間体は、電子が通過できる厚さを備えていれば、
Ａｌ2Ｏ3、ＳｒＴｉＯ3等の絶縁体であっても空隙であ
ってもよい。また、Ａｕ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｐ
ｔ等の導電体であってもよく、絶縁体と導電体との複合
体であってもよい。また、中間体は２つの磁性体を互い
に非接触として空間的に分離する。
【００２１】また、ペロブスカイト磁性体は、本発明の
強磁性酸化物を主成分としていれば、他の微量成分を含
んでいても構わない。微量成分は１％以下であることが
好ましい。
【００２２】中間体が絶縁体（空隙を含む）である場
合、磁性体間を電子がトンネル効果により導電可能とな
るように、２つの磁性体の間に介在する最小厚さを１０
ｎｍ以下とすることが好ましい。また、磁性体を分離す
るために、最小厚さは０．５ｎｍ以上が好ましい。この
最小厚みは、磁性体間の交換結合を実質的に弱めるため
に、１ｎｍ以上がさらに好ましい。一方、中間体が導電
体である場合、中間体の種類と欠陥にもよるが、２つの
磁性体の間に介在する最小厚さは、スピンが保存される
程度に薄いことが好ましく、具体的には１００ｎｍ以下
が好ましい。
【００２３】磁性体と磁性体との間にスピンが輸送され
るときに、磁性体／中間体界面での散乱、接触抵抗、熱
起電力効果等のためにスピンが保持されにくくなるとい
う問題を緩和するために、磁性体／中間体界面にバッフ
ァを設けてもよい。
【００２４】バッファは、フェルミレベル、磁気モーメ
ント、結晶構造等において、磁性体と中間体との差異を
緩和する、中間的な物性値、構造を有する材料から構成
することが好ましい。また、磁性体、中間体のいずれと
も熱的、化学的に安定であることが好ましい。バッファ
材料としては、具体的には、磁性体と中間体との中間組
成を有する結晶またはアモルファスが好ましい。また、
ペロブスカイト構造を有する磁性体に対しては、結晶構
造が近い非磁性ペロブスカイト酸化物を、金属磁性体に
対しては、好ましくは同じ結晶構造を有する非磁性金属
を用いることができる。
【００２５】本明細書における上記中間体にはバッファ
が含まれる。ペロブスカイト磁性体と金属強磁性体との
間に配置するバッファ層を含む「中間体」の好ましい形
態としては、ペロブスカイト絶縁体／ＭＯ／Ｍの多層構
成が挙げられる。この場合、組成全体の構成は、ぺロブ
スカイト磁性体／ペロブスカイト絶縁体／ＭＯ／Ｍ／金
属磁性体となる。ここで、Ｍは金属元素、ＭＯはその絶
縁酸化物である。
【００２６】なお、ペロブスカイト磁性体／中間体／ペ
ロブスカイト磁性体を構成の一部として含む磁気抵抗素
子では、中間体がペロブスカイト磁性体の結晶粒界また
は粒界生成物であってもよい。
【００２７】また、上記磁気抵抗素子においては、強磁
性酸化物を主体とする磁性体と、Ｆｅ、ＣｏおよびＮｉ
から選ばれる少なくとも１種の元素を含む金属強磁性体
とが、中間体を介して電気的に接続していることが好ま
しい。金属強磁性体としては、例えば、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎ
ｉ、ＦｅＣｏ、ＮｉＦｅ、ＦｅＣｏＮｉ、ＦｅＳｉ、Ｆ
ｅＳｉＡｌ等を用いることができる。特に、金属強磁性
体を外部磁界により反転容易な磁性体とし、これに中間
体を介して上記ペロブスカイト磁性体と組み合わせる
と、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ元素が有する高い飽和磁化によっ
て、高い強磁性共鳴周波数が得られる。このため、高い
磁気抵抗変化とともに、高周波動作が可能な素子を得る
ことができる。
【００２８】また、上記磁気抵抗素子においては、中間
体を介して電気的に接続している磁性体の少なくとも１
つが、強磁性酸化物を主体とする磁性体と、Ｆｅ、Ｃｏ
およびＮｉから選ばれる少なくとも１種の元素を含む金
属強磁性体とが接触した面を有することが好ましい。こ
のように、ペロブスカイト磁性体と金属強磁性体とが１
種の複合相を形成した磁性体を有する磁気抵抗素子は、
金属強磁性体内でのスピン分極率が高まって高飽和磁化
と高スピン分極率が両立できるため、素子の動作温度が
比較的高くかつ高周波特性に優れた特性を示す。
【００２９】このような磁性体としては、金属強磁性体
の層とペロブスカイト磁性体の層との積層体や、金属強
磁性粒とペロブスカイト磁性粒との混合体が挙げられ
る。
【００３０】また、上記磁気抵抗素子においては、強磁
性酸化物を主体とする磁性体として前記強磁性酸化物の
結晶粒を含み、前記磁性体が前記結晶粒の粒界を中間体
として互いに電気的に接続していることが好ましい。こ
の好ましい形態によれば、磁気抵抗変化率の高い素子を
得ることができる。この磁気抵抗素子は、例えば、ペロ
ブスカイト多結晶体だけからも構成することができる。
この場合、酸化物結晶粒が磁性体となり、粒界（粒界の
空隙や粒界生成物）が中間体の役割を果たす。
【００３１】このように、ペロブスカイト多結晶体その
ものが素子となる場合、磁性結晶粒同士を分離する粒界
には、結晶粒を構成する元素のうち、酸化物生成自由エ
ネルギーが低い材料が粒界生成物を形成する傾向があ
る。無磁界状態では、個々の結晶粒内のスピンの向き
は、多結晶体の形状、結晶磁気異方性エネルギー、磁歪
エネルギー等により定められる磁化容易軸方向に揃って
いるために、ほぼランダムになっている。このとき、電
子は粒界を通じて伝導するが、磁化方向がランダムであ
るため、素子は高い比抵抗を示す。一方、外部磁界が印
加されて各磁性結晶粒の磁化方向が揃い始めると、伝導
電子の散乱が抑制され、トンネル電流が流れる。このた
め比抵抗が相対的に低くなり、磁気抵抗効果が得られ
る。この多結晶体は、従来からセラミックス材料を作製
するために用いられてきた通常の焼結等のプロセスによ
り量産できるため、工業上有益である。
【００３２】また、上記磁気抵抗素子においては、中間
体がアモルファス酸化物を含むことが好ましい。中間体
をアモルファス酸化物とすると、磁性体との界面で格子
ミスマッチによる応力誘導磁気異方性が発生しにくくな
り、高い磁気抵抗変化が得られる。
【００３３】また、上記磁気抵抗素子においては、中間
体がペロブスカイト構造を有する酸化物を含むことが好
ましい。中間体をペロブスカイト構造を有する酸化物と
すると、ペロブスカイト磁性体と中間体との間の格子定
数が近くなり、界面準位が比較的低くなって高い磁気抵
抗変化が得られる。
【００３４】また、上記磁気抵抗素子においては、中間
体がトンネル障壁となることが好ましい。中間体が（絶
縁）トンネル障壁となる磁気抵抗素子では、より高い磁
気抵抗変化が得られる。
【００３５】また、上記磁気抵抗素子においては、中間
体を介して電気的に接続している磁性体の一方が、前記
磁性体の他方よりも外部印加磁界に対して磁化方向が変
化し難いことが好ましい。この磁気抵抗素子では、外部
磁界の大きさが同じであっても、２つの磁性体の磁化回
転角が相違するために、互いの磁性体の磁化相対角を制
御でき、高い磁気抵抗変化が得られる。磁化方向が相対
的に変化し難い磁性体は、ペロブスカイト磁性体であっ
ても、ペロブスカイト磁性体と電気的に接続している磁
性体（例えば金属強磁性体）であっても構わない。
【００３６】なお、磁化方向の変化は、磁化方向が相対
的に容易な磁性体が２００Ｏｅ以下の外部磁界で変化す
ることが好ましい。磁化方向が相対的に困難な磁性体
は、磁化方向が容易な磁性体よりも、少なくとも１０Ｏ
ｅ、好ましくは５００Ｏｅ以上高い外部磁界で、磁化方
向が変化することが好ましい。
【００３７】この場合、磁化方向が変化し難い磁性体と
しては、外部印加磁界方向が磁化困難軸となるような形
状異方性を備えた磁性体、あるいは、高保磁力を有する
磁性体が好適である。しかし、必ずしもその磁性体自体
が磁化方向が変化し難い特性を備えていなくてもよい。
すなわち、磁性体自体としては、磁化方向が変化し易い
特性を備えていても、この磁性体に、影響を及ぼす別の
磁性体を隣接させれば、磁化方向を変化し難くすること
ができる。このような磁性体としては、形状異方性を有
する磁性体、高保磁力を有する磁性体、反強磁性体等を
挙げることができる。
【００３８】ここで、形状異方性を有する磁性体として
は、少なくとも一方向における反磁界係数が０．５より
も大きいことが好ましい。また、高保磁力を有する磁性
体としては、ＣｏＰｔ系材料等、１００Ｏｅ以上の保磁
力を有する磁性体が好ましい。このような特性を有する
別の磁性体を接して配置すると、磁性体間に働く交換相
互作用等により、磁化方向が変化しにくい磁性体とする
ことができる。
【００３９】なお、この場合、反強磁性体として、α−
Ｆｅ2Ｏ3、ＮｉＯ、ＣｏＯ等のように電気抵抗の高い材
料を用いると、反強磁性体に接続している磁性体から直
接電流、電圧を引き出すリード等を設ける必要が生じる
が、導電性の高い反強磁性体を用いると、反強磁性体か
ら直接電流、電圧を引き出す素子構成を採用することが
できる。
【００４０】反強磁性体としては、組成式：ＲＱＯ3で
表されるペロブスカイト結晶構造を有し、前記ＲＱＯ3
において、Ｒは、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希
土類、Ｂｉ、ＣｄおよびＰｂから選ばれる少なくとも１
種のイオンであり、Ｑは、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃ
ｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔｃ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐ
ｄ、Ａｇ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、ＰｔおよびＡｕから
選ばれる少なくとも１種の元素のイオンであるものを用
いることが好ましい。
【００４１】ここで、Ｑは、具体的には、Ｖ+、Ｃ
ｒ2+、Ｃｒ+、、Ｍｎ3+、Ｍｎ2+、Ｍｎ+、Ｆｅ4+、Ｆｅ
3+、Ｆｅ2+、Ｆｅ+、Ｃｏ5+、Ｃｏ4+、Ｃｏ3+、Ｃ
ｏ2+、Ｃｏ+、Ｎｉ3+、Ｎｉ2+、Ｃｕ3+、Ｎｂ+、Ｍ
ｏ2+、Ｍｏ+、Ｔｃ2+、Ｒｕ4+、Ｒｕ3+、Ｒｈ4+、Ｒｈ
3+、Ｒｈ2+、Ｒｈ+、Ｐｄ6+、Ｐｄ4+、Ｐｄ3+、Ｐ
ｄ2+、Ａｇ3+、Ｗ2 +、Ｗ+、Ｒｅ3+、Ｒｅ2+、Ｒｅ+、Ｏ
ｓ4+、Ｏｓ3+、Ｏｓ2+、Ｉｒ4+、Ｉｒ3+、Ｉｒ2+、Ｉｒ
+、Ｐｔ6+、Ｐｔ4+、Ｐｔ3+、Ｐｔ2+およびＡｕ3+から
選ばれる少なくとも１種が好ましい。Ｑは、ＲＱＯ3全
体として電荷中性が満たされるように選択される。
【００４２】このようなペロブスカイト構造を有する反
強磁性体を用いると、隣接した磁性体の磁化方向を強く
固定できるために、外部印加磁界の変化に対して安定な
磁気抵抗変化を保つことができる。特に、反強磁性体と
隣接するフェロまたはフェリ磁性体がペロブスカイト磁
性体である場合には界面反応が起こりにくく、結晶構
造、作製温度等の点で互いに結晶成長を行いやすい等の
利点がある。また、ペロブスカイト構造を有する反強磁
性体でも、上記反強磁性体は、ネール温度が高く、比較
的高温まで反強磁性特性を失わないという特徴がある。
【００４３】このような材料としては、例えば、ＳｒＦ
ｅＯ3、ＢｉＣｒＯ3、ＣａＲｕＯ3、Ｓｒ2ＮｉＭｏ
Ｏ6、ＬａＦｅＯ3、ＰｒＦｅＯ3、ＮｄＦｅＯ3、ＳｍＦ
ｅＯ3、ＥｕＦｅＯ3、ＧｄＦｅＯ3、ＴｂＦｅＯ3、Ｄｙ
ＦｅＯ3、ＹＦｅＯ3、ＨｏＦｅＯ3、ＥｒＦｅＯ3、Ｔｍ
ＦｅＯ3、ＹｂＦｅＯ3、ＬｕＦｅＯ3、ＬａＣｒＯ3、Ｐ
ｒＣｒＯ3、ＮｄＣｒＯ3、ＳｍＣｒＯ3等が挙げられ
る。
【００４４】なお、上記材料に代えて、ＢｉＦｅＯ3、
ＰｂＣｒＯ3、Ｌａ0.9Ｂｉ0.1ＣｒＯ 3、ＳｒＦｅ0.5Ｍ
ｏ0.5Ｏ3等のペロブスカイト酸化物を用いても効果があ
り、ペロブスカイト構造以外であっても、例えばブラウ
ンミレライト型構造を有するＣａＦｅＯ2.5、ＳｒＦｅ
Ｏ2.5等は、ペロブスカイトに構造が近いため、上記材
料に代えて用いても上記と同種の効果が得られる。
【００４５】また、導電性を有する反強磁性体を用いる
と、磁気抵抗変化を検出する電流および電圧を反強磁性
体を通じて測定できるため、素子構成が簡便となる。導
電性を有する反強磁性体としては、前述の材料の他、Ｆ
ｅ−Ｍｎ、Ｎｉ−Ｍｎ、Ｐｄ−Ｍｎ、Ｐｔ−Ｍｎ、Ｉｒ
−Ｍｎ、Ｆｅ−Ｉｒ、Ｃｒ−Ａｌ、Ｃｒ−Ｍｎ−Ｐｔ、
Ｆｅ−Ｍｎ−Ｒｈ、Ｐｄ−Ｐｔ−Ｍｎ、Ｒｕ−Ｒｈ−Ｍ
ｎ、Ｍｎ−Ｒｕ、Ｃｒ−Ａｌ等が好ましい。
【００４６】また、上記磁気抵抗素子においては、強磁
性酸化物を主体とする磁性体に電極が接続されており、
前記電極が、Ａｕ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、ＩｒおよびＰｔ
から選ばれる少なくとも１種からなることが好ましい。
これらの元素は、ペロブスカイト磁性体と酸化還元反応
を起こさず、拡散しにくく、接触抵抗が低い等の利点が
ある。また、磁気抵抗素子の磁気抵抗変化のＳ／Ｎ比を
高くできる。なお、広義では磁性体も電極としての役割
を有するが、本明細書では、特に断らない限り、電極と
は、素子から電流、電圧を引き出す役割を有する低抵抗
の非磁性電極（非磁性金属材料からなる電極）を意味す
る。
【００４７】また、上記磁気抵抗素子においては、磁性
体および中間体として、層状体を用いることが好まし
い。この形態では、少なくとも２つの層状の磁性体（磁
性層）が層状の中間体（中間層）と積層されていること
により、前記中間体を介して電気的に接続する。この磁
気抵抗素子においては、層形状による反磁界のために、
磁性体の磁化容易軸は層内の方向に制限される。このた
め、磁性体の磁化方向は、２次元的に（平面内で）制御
できることになり、磁性層間での磁化相対角が制御し易
く、磁場感度の高い磁気抵抗を得ることができる。ま
た、層状体を用いることにより、デバイスの小型化、薄
膜化が可能となる。このような層状の磁性層、層状の中
間体を含む磁性体には、（Ｌａ、Ｂａ）2ＣｕＯ4のよう
な酸化物超伝導体等として知られている層状ペロブスカ
イト構造体が含まれる。
【００４８】このような積層構造を有する磁気抵抗素子
において、層状の中間体は、磁性粒を含む複合体である
ことが好ましい。中間体は、磁性体を分離しながら、伝
導するスピンの向きを保持するために、ごく薄い厚さと
することが好ましい。中間体の極薄い厚さのために、デ
バイス作製時にピンホール等による磁性体同士の直接接
触が起こりやすくなる。しかし、中間体に本発明の複合
体を用いれば、デバイスを安定して作製できる。また、
伝導時におけるスピン反転を少なくすることもできて、
高い磁気抵抗変化が得られる。ここで、複合体は、磁性
粒が、上記に例示したような中間体材料により略覆われ
た形態が好ましく、例えばペロブスカイト構造を有する
結晶粒とその粒界から構成されていてもよい。また、金
属磁性結晶粒が、絶縁酸化物で略覆われた複合構造であ
ってもよい。
【００４９】また、磁性粒に代えて非磁性金属粒を用い
た複合体としても、上記と同様の効果が得られる。この
場合は、例えば、少なくとも２つの層状の磁性体が、非
磁性金属粒が中間体材料で略覆われた形態の複合体から
なる中間体を介して、電気的に接続する。
【００５０】本発明の磁気抵抗素子の別の一形態は、少
なくとも２つの磁性体と、中間体とを含み、前記中間体
を介して前記磁性体が電気的に接続された磁気抵抗素子
であって、前記中間体を介して電気的に接続している前
記磁性体の少なくとも１つが、上記記載の強磁性酸化物
を主体とする層と、強磁性金属層との積層体であること
を特徴とする。
【００５１】上記磁気抵抗素子によれば、高スピン分極
率を有するペロブスカイト構造を備えた強磁性酸化物層
と、高い飽和磁化を有する強磁性金属層とが積層体を形
成することにより、強磁性金属層内のスピン分極率が高
まり、高飽和磁化と高スピン分極率とを両立することが
できる。このため、素子の動作温度が比較的高くかつ高
周波特性に優れた特性を示す。
【００５２】本発明の磁気抵抗素子のまた別の一形態
は、非磁性基板上に、第１の磁性層、第２の磁性層、中
間層および磁化安定層を含む多層膜が形成され、前記第
１の磁性層および前記第２の磁性層から選ばれる少なく
とも１つが上記記載の強磁性酸化物を主体としており、
前記第１の磁性層および前記第２の磁性層が前記中間層
を介して電気的に接続しており、前記磁化安定層が、反
強磁性体、形状異方性を有する磁性体、および１００Ｏ
ｅ以上の保磁力を有する磁性体から選ばれるいずれかで
あることを特徴とする。
【００５３】上記磁気抵抗素子によれば、通常の薄膜プ
ロセスおよびリソグラフィ技術を用いることにより、素
子を簡便かつ大量に作製できる。
【００５４】ここで、非磁性基板としては、ＭｇＯ、Ｓ
ｉ、ＳｒＴｉＯ3等の単結晶基板、Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＣ等
の多結晶基板、ガラス基板等を用いることもできる。ま
た、電極と兼用する場合には、導電性基板を用いてもよ
い。また、これらの基板は、素子構成によっては、電極
作製のために化学エッチング等により、その一部または
全部を取り除いて使用してもよい。
【００５５】上記磁気抵抗素子においては、少なくとも
非磁性基板に接する層がペロブスカイト構造を有するこ
とが好ましい。作製温度が比較的高いペロブスカイト材
料を成膜の初期に形成するために、引き続いて形成する
層に、熱的に弱いもの選択できるからである。
【００５６】上記磁気抵抗素子においては、第１の磁性
層、第２の磁性層、中間層および磁化安定層が、いずれ
もペロブスカイト構造を有することが好ましい。高い磁
気抵抗を示すだけでなく、高温熱処理プロセスにも安定
な素子を形成できるからである。
【００５７】非磁性基板上への薄膜の形成の順序は、特
に制限されないが、例えば、第１の磁性層、中間層、第
２の磁性層および磁化安定層をこの順に形成してもよ
く、磁化安定層、第１の磁性層、中間層および第２の磁
性層をこの順に形成してもよい。
【００５８】また、本発明の磁気抵抗素子のさらに別の
一形態は、非磁性基板上に、第１の磁性層、第１の中間
層、第２の磁性層、第２の中間層、第３の磁性層および
磁化安定層をこの順に形成した多層膜を含み、前記第１
の磁性層、前記第２の磁性層および前記第３の磁性層か
ら選ばれる少なくとも１つが上記記載の強磁性酸化物を
主体としており、前記第１の磁性層および前記第２の磁
性層が前記第１の中間層を介して電気的に接続してお
り、前記第２の磁性層および前記第３の磁性層が前記第
２の中間層を介して電気的に接続しており、前記磁化安
定層が、反強磁性体、形状異方性を有する磁性体、およ
び１００Ｏｅ以上の保磁力を有する磁性体から選ばれる
いずれかであることを特徴とする。
【００５９】上記磁気抵抗素子においては、例えば、磁
化安定層により固定された第３の磁性層の交換バイアス
が、第２の中間層を介して第２の磁性層に効果的に作用
するために、第２の磁性層の磁化をプロセス熱処理後も
安定して固定できる素子を得ることができる。
【００６０】第１の磁性層は、上記強磁性酸化物を主体
とする材料、すなわちペロブスカイト磁性体であること
が好ましい。この場合、第２の磁性層および第３の磁性
層としては、Ｃｏ、Ｃｏ−Ｆｅ、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏ等が
好ましく、膜厚は１ｎｍ以上とすることが好ましい。第
２および第３の磁性層の膜厚は２０ｎｍ以下が好まし
い。また、第２の中間層としては、Ｒｕ、Ｃｕ、Ａｇ等
が好ましい。第１の中間層は、上記で中間体について述
べた材料を用いることが好ましい。第１の中間層の好ま
しい厚さも上記のとおりである。第１の中間層として、
上記複合体を用いてもよい。また、第２の中間層の膜厚
は、０．３ｎｍ以上１．２ｎｍ以下が適当である。
【００６１】上記磁気抵抗素子においても、上記と同様
の理由により、少なくとも、非磁性基板に接する第１の
磁性層がペロブスカイト構造を有することが好ましい。
【００６２】本発明の磁気抵抗素子のまた別の一形態
は、非磁性基板上に、第１の磁性層、中間層および第２
の磁性層を含む多層膜が形成され、前記第１の磁性層お
よび前記第２の磁性層から選ばれる少なくとも１つが上
記記載の強磁性酸化物を主体としており、前記第１の磁
性層および前記第２の磁性層が前記中間層を介して電気
的に接続しており、前記強磁性酸化物を主体とする磁性
層におけるペロブスカイト結晶構造の｛００１｝、｛１
１０｝および｛１１１｝から選ばれる少なくとも１つの
結晶面と、前記中間層の表面とがなす角度が１０度以下
であることを特徴とする。
【００６３】上記磁気抵抗素子によれば、スピンの磁化
容易方向が制御しやすくなるために、高い磁気抵抗変化
を得ることができる。
【００６４】上記磁気抵抗素子では、強磁性酸化物を主
体とする磁性層または中間層が、前記磁性層と前記中間
層との界面からエピタキシャル成長した薄膜であること
が好ましい。このように、ほぼ単結晶とみなせる構造と
すれば、それぞれの各磁性体内の磁化方向が制御し易く
なり、高い磁気抵抗変化を得ることができる。
【００６５】非磁性基板上に多層膜を形成した形態を備
えた上記磁気抵抗素子においては、非磁性基板上に、下
地層および電極層から選ばれる少なくとも一方を介して
多層膜を形成してもよい。
【００６６】この場合、非磁性基板として単結晶基板を
用い、前記単結晶基板と実質的に同一の配向面を有する
ように、前記単結晶基板上に電極層を形成することが好
ましい。電極上に形成するペロブスカイト材料を好まし
い結晶方位に成長させることができる。
【００６７】具体的には、電極層を、基板温度を４００
℃以上７５０℃以下とした真空蒸着法により形成された
層とすることが好ましい。低温領域における成膜では、
細密面配向する電極材料（Ｐｔ等ｆｃｃ構造の材料では
（１１１）面）を基板方位に配向させることができるか
らである。
【００６８】また、別の例としては、電極層を、アルゴ
ンと酸素とからなる雰囲気でのスパッタリング法により
形成することが好ましい。電極層がエピタキシャル成長
しやすくなるからである。
【００６９】また、非磁性基板上に多層膜を形成した形
態を備えた上記磁気抵抗素子においては、強磁性酸化物
を主体とする磁性層および中間層から選ばれる少なくと
も１つが、基板温度を５５０℃以上７５０℃以下とした
真空蒸着法により形成した層であることが好ましい。ペ
ロブスカイト構造を有する磁性体あるいは中間体の結晶
性が高くなり、高い磁気抵抗変化を実現できる。
【００７０】また、上記形態を備えた磁気抵抗素子にお
いては、中間層が、基板温度を２００℃以上７５０℃以
下とした真空蒸着法により形成した層であり、磁性層間
においてトンネル障壁を形成することが好ましい。トン
ネル障壁の高さおよび幅のバラツキが少ない磁気抵抗素
子を作製できるからである。特に、中間体がペロブスカ
イト構造を有するときには、５５０℃以上の基板温度が
好ましい。
【００７１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
について説明する。本発明の構造、組成の強い磁性を持
つ酸化物をバルクの単結晶として作製する場合には従来
の単結晶作成法、例えばＦＺ（フローティング・ゾー
ン）法等を用いて作製することができる。
【００７２】また、本発明の、磁性体であるペロブスカ
イト構造を持つ酸化物が多結晶である場合、通常のセラ
ミックスプロセスを用いて作製することができる。
【００７３】また本発明の構造、組成の強い磁性を持つ
酸化物を層状で用いる場合、ＬＰＥ（リキッド・フェー
ズ・エピタキシー）法を用いる、あるいは低ガス圧雰囲
気で真空成膜法により形成することが最良である。真空
成膜法の中では、ＭＢＥ（モレキュラー・ビーム・エピ
タキシー）法、レーザーアブレーション法や、高周波マ
グネトロンスパッタリング、直流スパッタリング、対向
ターゲットスパッタリング、イオンビームスパッタリン
グ等に代表されるスパッタリング法等が好ましい。これ
ら成膜法で作製する場合、エピタキシャル成長をさせる
ために、基板温度を少なくとも５５０℃以上７５０℃以
下とすること、あるいは、成膜後にこれらの温度近傍
で、熱処理することが望ましい。
【００７４】また、これらの磁性体において、面内の一
軸方向に異方性を形成するために、基板に対して一方向
に磁界をかけながら成膜を行うこと、あるいは一方向に
磁界をかけながら、３５０℃以下程度で熱処理するこ
と、単結晶基板の選択により、特定方向に配向成長させ
ること等が好ましい。
【００７５】以下、本発明の実施の形態について図を用
いて説明する。図１は本発明の磁気抵抗素子の一例の平
面図である。また図２はこの素子の断面図である。図の
構成は、例えばスパッタ法を用いて、基板上に第１の磁
性層（磁性体）１、中間層３，３ａを形成した後、リソ
グラフィ技術とスパッタ法を用いて絶縁体５、第２の磁
性層４，４ａ、上部用電極６および下部用電極７を形成
することで作製できる。ここで、電極６，７に、電圧
（Ｖ）および電流（Ｉ）端子を接続することで、第１の
磁性層２と第２の磁性層４との間に、中間層３を介して
電流が流れる。このとき、第１の磁性層と第２の磁性層
の磁化相対角の差等に応じた磁気抵抗変化が生じる。
【００７６】図３および図４に示した別の形態では、図
１および図２の磁気抵抗素子の電極部を素子の片側に集
めてある。このような構成にすることで、電極と反対側
の近傍に磁気記録媒体を接近させることができるため、
記録媒体の情報を読みとる再生ヘッドとして使用し易く
なる。
【００７７】図２および図４において、測定する電流電
圧は、中間層３ａおよび第２の磁性層４ａを介すること
になる。このため、第１の磁性層２、中間層３ａおよび
第２の磁性層４ａにおいて生じる磁気抵抗変化と、第１
の磁性層２、中間層３および第２の磁性層４において生
じる磁気抵抗変化とを同時に測定することになる。測定
値を後者の磁気抵抗変化を主とするためには、中間層３
および第２の磁性層４の素子断面積を、中間層３ａおよ
び第２の磁性層４ａの素子断面積に対して十分小さく
（例えば１／１００以下）すればよい。
【００７８】また、これらの素子断面積の影響をなくす
ために、例えば図５のように、下部用電極７が第１の磁
性層２に直接接触する形態、図６のように、基板１とし
て導電性基板を用い、電極７が基板１を介して電流、電
圧を受ける構成としてもよい。特に図６の構成は、第１
の磁性層２の抵抗が高い場合に有効である。また図７あ
るいは図８の構成は、基板１上に下地電極８を設けた場
合で、用いる磁性体が比較的高い抵抗値を持っている、
あるいは素子に要求される素子抵抗値が低い場合に有効
である。
【００７９】図９、図１０、図１１は、いずれも基板上
に磁化安定層９（反強磁性体、形状異方性を有する磁性
体または高保磁力を有する磁性体）を設けることで、第
１の磁性層の磁化方向を外部磁界の変化に対して固定し
たものである。このとき外部磁界に対応して磁化方向を
変化させるのは、主として第２の磁性層４となり、第１
の磁性層２、第２の磁性層４の各磁性層の磁化相対角に
対応した磁気抵抗変化が生じることになる。図９の構成
は、第１の磁性層２の抵抗値が十分低い、あるいは第１
の磁性層２と磁気安定層９との平均化した抵抗値が十分
低いときに有効であり、図１０の構成は、磁化安定層９
の抵抗値が十分低いときに有効であり、図１１の構成
は、基板１の抵抗値が十分低いときに有効である。
【００８０】図１２、図１３、図１４は、いずれも図９
〜図１１の磁化安定層９と基板１との間に下地電極８を
設けることで、素子抵抗値の低抵抗化に有効な構成を示
している。
【００８１】図１５および図１６は磁化安定層９が素子
上部に形成された形態を示す。図１５の構成は、第１の
磁性層２が十分低抵抗の場合に有効であり、図１６の構
成は、基板１が十分低抵抗の場合に有効である。
【００８２】図１７および図１８は、図１５、図１６の
第１の磁性層２に接して、低抵抗の下地電極８を設けた
ものである。
【００８３】なお、以上の図では、代表的な構成例のみ
を示したものであり、本発明の磁気抵抗素子は上記構成
例に限られない。例えば、各層を成長させるのに必要な
目的で用いる下地層（seed層）を基板上に接して形成し
てもよく、各磁性層に異なる特性の磁性体を複合化また
は多層化したものを用いて特性を改善してもよく、磁化
安定層に異なる特性の磁性体を複合化または多層化した
ものを用いてもよい。
【００８４】
【実施例】（実施例１）本実施例では、高い磁気抵抗変
化率を示す強い磁性を有する酸化物、言い換えれば高い
スピン分極率を有する材料について検討した。本実施例
では、種々の材料を磁性層として、図８と同様の構成の
磁気抵抗素子を、マグネトロンスパッタリング法とリソ
グラフィー法とを用いて作製した。用いた材料を、膜
厚、成膜条件とともに、下記に示す。
【００８５】［使用材料、膜厚、成膜温度］ 基板１： ＬａＡｌＯ3、 第１の磁性層２：種々の酸化物材料、厚み５０ｎｍ、成
膜温度５５０〜７５０℃ 中間層３： ＳｒＴｉＯ3、厚み５ｎｍ、成膜温度
６５０℃ 第２の磁性層４：Ｆｅ、１０ｎｍ、成膜温度室温 絶縁体５： ＳｉＯ2、成膜温度室温 上部用電極６： Ｐｔ、成膜温度室温 下部用電極７： Ｐｔ、成膜温度室温 下地電極８： Ｐｔ、成膜温度６００℃
【００８６】また、第１の磁性層と第２の磁性層とは、
それぞれ磁場中で成膜することにより、面内に一軸異方
性を形成した。なお、第１の磁性層と第２の磁性層の磁
化容易軸方向は直交するように形成した。また、酸化物
材料を作製する場合、スパッタガスは標準条件として、
Ａｒ：Ｏ2＝９：１の条件とした。なお、酸素量が少な
いほど表面性は良くなった。また、酸素量が少ないと成
膜後酸素雰囲気中で熱処理することにより、高い表面性
と結晶性が得られることがわかった。
【００８７】種々の酸化物を検討した結果、高い磁気抵
抗変化が生じ、強い磁性を有する酸化物材料は、いずれ
もＡＢＯ3で表されるペロブスカイト結晶構造を有する
ことがＸ線回折等の分析で明らかになった。また、ＸＰ
Ｓ（光電子分光）により、それぞれのイオンの価数を調
べた結果に基づき、この物質の化学式をＡ2Ｂ2Ｏ6と書
き換え、さらにＡサイトに入るイオンをＡ1、Ａ2、Ｂサ
イトに入るイオンをＢ 1、Ｂ2とおき、それぞれのサイト
に入るイオンのうち、Ｂ1およびＢ2イオンのｄ電子数を
ｎ1、ｎ2としたときの、ｄ電子数の組み合わせ（ｎ1、
ｎ2）についてまとめて整理を行った結果を表１に示
す。
【００８８】なお、下記酸化物材料を磁性体として用い
た素子のＩ−Ｖ特性を測定したところ、いずれもトンネ
ル電流特有の傾向を示した。中間層が絶縁トンネル障壁
になっているものと思われる。
【００８９】ここで、Ａ+はＫ+、Ｎａ+等のアルカリ金
属のイオンを、Ａ2+はＢａ2+、Ｓｒ2 +、Ｃａ2+等のアル
カリ土類金属のイオン、Ｃｄ2+またはＰｂ2+を、Ａ3+は
Ｌａ3 +等の希土類のイオンである。表１では、Ａ1、Ａ
2 、Ｂ1、Ｂ2イオンの電荷の合計は＋１２となる。
【００９０】 （表１） ―――――――――――――――――――――――――――― （ｎ1、ｎ2） Ａ1 Ａ2 Ｂ1 Ｂ2 ―――――――――――――――――――――――――――― （４，１） Ａ2+ Ａ2+ Ｃｒ2+ Ｍｎ6+ （４，１） Ａ3+ Ａ1+ Ｃｒ2+ Ｍｎ6+ （４，１） Ａ2+ Ａ2+ Ｃｒ2+ Ｔｃ6+ （４，１） Ａ3+ Ａ1+ Ｃｒ2+ Ｔｃ6+ （４，１） Ａ3+ Ａ3+ Ｍｎ3+ Ｔｉ3+ （４，１） Ａ2+ Ａ1+ Ｍｎ3+ Ｍｎ6+ （４，１） Ａ2+ Ａ1+ Ｍｎ3+ Ｔｃ6+ （４，１） Ａ3+ Ａ2+ Ｒｕ4+ Ｔｉ3+ （４，１） Ａ1+ Ａ1+ Ｒｕ4+ Ｍｎ6+ （４，１） Ａ1+ Ａ1+ Ｒｕ4+ Ｔｃ6+ （４，１） Ａ2+ Ａ1+ Ｐｄ6+ Ｔｉ3+ （４，１） Ａ3+ Ａ2+ Ｏｓ4+ Ｔｉ3+ （４，１） Ａ1+ Ａ1+ Ｏｓ4+ Ｍｎ6+ （４，２） Ａ2+ Ａ2+ Ｃｒ2+ Ｒｕ6+ （４，２） Ａ3+ Ａ1+ Ｃｒ2+ Ｒｕ6+ （４，２） Ａ2+ Ａ1+ Ｍｎ3+ Ｒｕ6+ （４，２） Ａ1+ Ａ1+ Ｒｕ4+ Ｒｕ6+ （４，２） Ａ1+ Ａ1+ Ｏｓ4+ Ｒｕ6+ （４，２） Ａ3+ Ａ2+ Ｖ1+ Ｒｕ6+ （４，２） Ａ1+ Ａ1+ Ｆｅ4+ Ｒｕ6+ （４，２） Ａ3+ Ａ2+ Ｎｂ1+ Ｒｕ6+ （４，２） Ａ2+ Ａ2+ Ｍｏ2+ Ｒｕ6+ （４，２） Ａ3+ Ａ1+ Ｍｏ2+ Ｒｕ6+ （４，２） Ａ2+ Ａ2+ Ｗ2+ Ｒｕ6+ （４，２） Ａ3+ Ａ1+ Ｗ2+ Ｒｕ6+ （４，２） Ａ2+ Ａ1+ Ｒｅ3+ Ｒｕ6+ （４，２） Ａ3+ Ａ3+ Ｃｒ2+ Ｍｏ4+ （４，２） Ａ3+ Ａ3+ Ｍｎ3+ Ｖ3+ （４，２） Ａ3+ Ａ3+ Ｍｎ3+ Ｎｂ3+ （４，２） Ａ3+ Ａ2+ Ｍｎ3+ Ｍｏ4+ （４，２） Ａ3+ Ａ2+ Ｒｕ4+ Ｖ3+ （４，２） Ａ3+ Ａ2+ Ｒｕ4+ Ｎｂ3+ （４，２） Ａ2+ Ａ2+ Ｒｕ4+ Ｍｏ4+ （４，２） Ａ3+ Ａ1+ Ｒｕ4+ Ｍｏ4+ （４，２） Ａ2+ Ａ1+ Ｐｄ6+ Ｖ3+ （４，２） Ａ2+ Ａ1+ Ｐｄ6+ Ｎｂ3+ （４，２） Ａ1+ Ａ1+ Ｐｄ6+ Ｍｏ4+ （４，２） Ａ3+ Ａ2+ Ｏｓ4+ Ｖ3+ （４，２） Ａ3+ Ａ2+ Ｏｓ4+ Ｎｂ3+ （４，２） Ａ2+ Ａ2+ Ｏｓ4+ Ｍｏ4+ （４，２） Ａ3+ Ａ1+ Ｏｓ4+ Ｍｏ4+ （４，３） Ａ3+ Ａ3+ Ｍｎ3+ Ｃｒ3+ （４，３） Ａ3+ Ａ2+ Ｒｕ4+ Ｃｒ3+ （４，３） Ａ2+ Ａ1+ Ｐｄ6+ Ｃｒ3+ （４，３） Ａ3+ Ａ2+ Ｏｓ4+ Ｃｒ3+ （４，３） Ａ3+ Ａ2+ Ｆｅ4+ Ｃｒ3+ （４，３） Ａ2+ Ａ2+ Ｃｏ5+ Ｃｒ3+ （４，３） Ａ3+ Ａ1+ Ｃｏ5+ Ｃｒ3+ （４，３） Ａ3+ Ａ3+ Ｒｅ3+ Ｃｒ3+ （４，３） Ａ2+ Ａ1+ Ｐｔ6+ Ｃｒ3+ （４，３） Ａ3+ Ａ3+ Ｃｒ2+ Ｍｎ4+ （４，３） Ａ3+ Ａ3+ Ｃｒ2+ Ｒｅ4+ （４，３） Ａ3+ Ａ2+ Ｍｎ3+ Ｍｎ4+ （４，３） Ａ3+ Ａ3+ Ｍｎ3+ Ｍｏ3+ （４，３） Ａ3+ Ａ2+ Ｍｎ3+ Ｒｅ4+ （４，３） Ａ2+ Ａ2+ Ｒｕ4+ Ｍｎ4+ （４，３） Ａ3+ Ａ1+ Ｒｕ4+ Ｍｎ4+ （４，３） Ａ3+ Ａ2+ Ｒｕ4+ Ｍｏ3+ （４，３） Ａ2+ Ａ2+ Ｒｕ4+ Ｒｅ4+ （４，３） Ａ3+ Ａ1+ Ｒｕ4+ Ｒｅ4+ （４，３） Ａ1+ Ａ1+ Ｐｄ6+ Ｍｎ4+ （４，３） Ａ2+ Ａ1+ Ｐｄ6+ Ｍｏ3+ （４，３） Ａ1+ Ａ1+ Ｐｄ6+ Ｒｅ4+ （４，３） Ａ2+ Ａ2+ Ｏｓ4+ Ｍｎ4+ （４，３） Ａ3+ Ａ1+ Ｏｓ4+ Ｍｎ4+ （４，３） Ａ3+ Ａ2+ Ｏｓ4+ Ｍｏ3+ （４，３） Ａ2+ Ａ2+ Ｏｓ4+ Ｒｅ4+ （４，３） Ａ3+ Ａ1+ Ｏｓ4+ Ｒｅ4+ （５，１） Ａ2+ Ａ2+ Ｍｎ2+ Ｍｎ6+ （５，１） Ａ3+ Ａ1+ Ｍｎ2+ Ｍｎ6+ （５，１） Ａ2+ Ａ2+ Ｍｎ2+ Ｔｃ6+ （５，１） Ａ3+ Ａ1+ Ｍｎ2+ Ｔｃ6+ （５，１） Ａ3+ Ａ3+ Ｆｅ3+ Ｔｉ3+ （５，１） Ａ2+ Ａ1+ Ｆｅ3+ Ｍｎ6+ （５，１） Ａ2+ Ａ1+ Ｆｅ3+ Ｔｃ6+ （５，１） Ａ3+ Ａ2+ Ｉｒ4+ Ｔｉ3+ （５，１） Ａ1+ Ａ1+ Ｉｒ4+ Ｍｎ6+ （５，１） Ａ1+ Ａ1+ Ｉｒ4+ Ｔｃ6+ （５，１） Ａ3+ Ａ3+ Ｍｎ2+ Ｖ4+ （５，１） Ａ3+ Ａ3+ Ｍｎ2+ Ｎｂ4+ （５，１） Ａ3+ Ａ2+ Ｍｎ2+ Ｍｏ5+ （５，１） Ａ3+ Ａ3+ Ｍｎ2+ Ｔａ4+ （５，１） Ａ3+ Ａ2+ Ｍｎ2+ Ｗ5+ （５，１） Ａ2+ Ａ2+ Ｍｎ2+ Ｒｅ6+ （５，１） Ａ3+ Ａ1+ Ｍｎ2+ Ｒｅ6+ （５，１） Ａ3+ Ａ2+ Ｆｅ3+ Ｖ4+ （５，１） Ａ3+ Ａ3+ Ｆｅ3+ Ｚｒ3+ （５，１） Ａ3+ Ａ2+ Ｆｅ3+ Ｎｂ4+ （５，１） Ａ2+ Ａ2+ Ｆｅ3+ Ｍｏ5+ （５，１） Ａ3+ Ａ1+ Ｆｅ3+ Ｍｏ5+ （５，１） Ａ3+ Ａ3+ Ｆｅ3+ Ｈｆ3+ （５，１） Ａ3+ Ａ2+ Ｆｅ3+ Ｔａ4+ （５，１） Ａ2+ Ａ2+ Ｆｅ3+ Ｗ5+ （５，１） Ａ3+ Ａ1+ Ｆｅ3+ Ｗ5+ （５，１） Ａ2+ Ａ1+ Ｆｅ3+ Ｒｅ6+ （５，１） Ａ2+ Ａ2+ Ｉｒ4+ Ｖ4+ （５，１） Ａ3+ Ａ1+ Ｉｒ4+ Ｖ4+ （５，１） Ａ3+ Ａ2+ Ｉｒ4+ Ｚｒ3+ （５，１） Ａ2+ Ａ2+ Ｉｒ4+ Ｎｂ4+ （５，１） Ａ3+ Ａ1+ Ｉｒ4+ Ｎｂ4+ （５，１） Ａ2+ Ａ1+ Ｉｒ4+ Ｍｏ5+ （５，１） Ａ3+ Ａ2+ Ｉｒ4+ Ｈｆ3+ （５，１） Ａ2+ Ａ2+ Ｉｒ4+ Ｔａ4+ （５，１） Ａ3+ Ａ1+ Ｉｒ4+ Ｔａ4+ （５，１） Ａ2+ Ａ1+ Ｉｒ4+ Ｗ5+ （５，１） Ａ1+ Ａ1+ Ｉｒ4+ Ｒｅ6+ （５，１） Ａ3+ Ａ3+ Ｒｕ3+ Ｔｉ3+ （５，１） Ａ2+ Ａ1+ Ｒｕ3+ Ｍｎ6+ （５，１） Ａ2+ Ａ1+ Ｒｕ3+ Ｔｃ6+ （５，１） Ａ3+ Ａ3+ Ｏｓ3+ Ｔｉ3+ （５，１） Ａ2+ Ａ1+ Ｏｓ3+ Ｍｎ6+ （５，１） Ａ2+ Ａ1+ Ｏｓ3+ Ｔｃ6+ （５，２） Ａ2+ Ａ2+ Ｍｎ2+ Ｒｕ6+ （５，２） Ａ3+ Ａ1+ Ｍｎ2+ Ｒｕ6+ （５，２） Ａ2+ Ａ1+ Ｆｅ3+ Ｒｕ6+ （５，２） Ａ1+ Ａ1+ Ｉｒ4+ Ｒｕ6+ （５，２） Ａ3+ Ａ3+ Ｍｎ2+ Ｍｏ4+ （５，２） Ａ3+ Ａ3+ Ｆｅ3+ Ｖ3+ （５，２） Ａ3+ Ａ3+ Ｆｅ3+ Ｎｂ3+ （５，２） Ａ3+ Ａ2+ Ｆｅ3+ Ｍｏ4+ （５，２） Ａ3+ Ａ2+ Ｉｒ4+ Ｖ3+ （５，２） Ａ3+ Ａ2+ Ｉｒ4+ Ｎｂ3+ （５，２） Ａ2+ Ａ2+ Ｉｒ4+ Ｍｏ4+ （５，２） Ａ3+ Ａ1+ Ｉｒ4+ Ｍｏ4+ （５，２） Ａ3+ Ａ2+ Ｍｎ2+ Ｍｎ5+ （５，２） Ａ2+ Ａ2+ Ｍｎ2+ Ｆｅ6+ （５，２） Ａ3+ Ａ1+ Ｍｎ2+ Ｆｅ6+ （５，２） Ａ3+ Ａ2+ Ｍｎ2+ Ｔｃ5+ （５，２） Ａ3+ Ａ3+ Ｍｎ2+ Ｗ4+ （５，２） Ａ3+ Ａ2+ Ｍｎ2+ Ｒｅ5+ （５，２） Ａ2+ Ａ2+ Ｍｎ2+ Ｏｓ6+ （５，２） Ａ3+ Ａ1+ Ｍｎ2+ Ｏｓ6+ （５，２） Ａ2+ Ａ2+ Ｆｅ3+ Ｍｎ5+ （５，２） Ａ3+ Ａ1+ Ｆｅ3+ Ｍｎ5+ （５，２） Ａ2+ Ａ1+ Ｆｅ3+ Ｆｅ6+ （５，２） Ａ2+ Ａ2+ Ｆｅ3+ Ｔｃ5+ （５，２） Ａ3+ Ａ1+ Ｆｅ3+ Ｔｃ5+ （５，２） Ａ3+ Ａ3+ Ｆｅ3+ Ｔａ3+ （５，２） Ａ3+ Ａ2+ Ｆｅ3+ Ｗ4+ （５，２） Ａ2+ Ａ2+ Ｆｅ3+ Ｒｅ5+ （５，２） Ａ3+ Ａ1+ Ｆｅ3+ Ｒｅ5+ （５，２） Ａ2+ Ａ1+ Ｆｅ3+ Ｏｓ6+ （５，２） Ａ3+ Ａ3+ Ｉｒ4+ Ｔｉ2+ （５，２） Ａ2+ Ａ1+ Ｉｒ4+ Ｍｎ5+ （５，２） Ａ1+ Ａ1+ Ｉｒ4+ Ｆｅ6+ （５，２） Ａ3+ Ａ3+ Ｉｒ4+ Ｚｒ2+ （５，２） Ａ2+ Ａ1+ Ｉｒ4+ Ｔｃ5+ （５，２） Ａ3+ Ａ3+ Ｉｒ4+ Ｈｆ2+ （５，２） Ａ3+ Ａ2+ Ｉｒ4+ Ｔａ3+ （５，２） Ａ2+ Ａ2+ Ｉｒ4+ Ｗ4+ （５，２） Ａ3+ Ａ1+ Ｉｒ4+ Ｗ4+ （５，２） Ａ2+ Ａ1+ Ｉｒ4+ Ｒｅ5+ （５，２） Ａ1+ Ａ1+ Ｉｒ4+ Ｏｓ6+ （５，２） Ａ2+ Ａ1+ Ｒｕ3+ Ｒｕ6+ （５，２） Ａ2+ Ａ1+ Ｏｓ3+ Ｒｕ6+ （５，２） Ａ3+ Ａ2+ Ｃｒ1+ Ｒｕ6+ （５，２） Ａ1+ Ａ1+ Ｃｏ4+ Ｒｕ6+ （５，２） Ａ3+ Ａ2+ Ｍｏ1+ Ｒｕ6+ （５，２） Ａ2+ Ａ2+ Ｔｃ2+ Ｒｕ6+ （５，２） Ａ3+ Ａ1+ Ｔｃ2+ Ｒｕ6+ （５，２） Ａ1+ Ａ1+ Ｒｈ4+ Ｒｕ6+ （５，２） Ａ3+ Ａ2+ Ｗ1+ Ｒｕ6+ （５，２） Ａ2+ Ａ2+ Ｒｅ2+ Ｒｕ6+ （５，２） Ａ3+ Ａ1+ Ｒｅ2+ Ｒｕ6+ （５，２） Ａ3+ Ａ3+ Ｒｕ3+ Ｖ3+ （５，２） Ａ3+ Ａ3+ Ｒｕ3+ Ｎｂ3+ （５，２） Ａ3+ Ａ2+ Ｒｕ3+ Ｍｏ4+ （５，２） Ａ3+ Ａ3+ Ｏｓ3+ Ｖ3+ （５，２） Ａ3+ Ａ3+ Ｏｓ3+ Ｎｂ3+ （５，２） Ａ3+ Ａ2+ Ｏｓ3+ Ｍｏ4+ （５，３） Ａ3+ Ａ3+ Ｆｅ3+ Ｃｒ3+ （５，３） Ａ3+ Ａ2+ Ｉｒ4+ Ｃｒ3+ （５，３） Ａ3+ Ａ3+ Ｍｎ2+ Ｍｎ4+ （５，３） Ａ3+ Ａ3+ Ｍｎ2+ Ｒｅ4+ （５，３） Ａ3+ Ａ2+ Ｆｅ3+ Ｍｎ4+ （５，３） Ａ3+ Ａ3+ Ｆｅ3+ Ｍｏ3+ （５，３） Ａ3+ Ａ2+ Ｆｅ3+ Ｒｅ4+ （５，３） Ａ2+ Ａ2+ Ｉｒ4+ Ｍｎ4+ （５，３） Ａ3+ Ａ1+ Ｉｒ4+ Ｍｎ4+ （５，３） Ａ3+ Ａ2+ Ｉｒ4+ Ｍｏ3+ （５，３） Ａ2+ Ａ2+ Ｉｒ4+ Ｒｅ4+ （５，３） Ａ3+ Ａ1+ Ｉｒ4+ Ｒｅ4+ （５，３） Ａ3+ Ａ2+ Ｍｎ2+ Ｆｅ5+ （５，３） Ａ3+ Ａ3+ Ｍｎ2+ Ｔｃ4+ （５，３） Ａ2+ Ａ2+ Ｍｎ2+ Ｉｒ6+ （５，３） Ａ3+ Ａ1+ Ｍｎ2+ Ｉｒ6+ （５，３） Ａ2+ Ａ2+ Ｆｅ3+ Ｆｅ5+ （５，３） Ａ3+ Ａ1+ Ｆｅ3+ Ｆｅ5+ （５，３） Ａ3+ Ａ2+ Ｆｅ3+ Ｔｃ4+ （５，３） Ａ3+ Ａ3+ Ｆｅ3+ Ｗ3+ （５，３） Ａ2+ Ａ1+ Ｆｅ3+ Ｉｒ6+ （５，３） Ａ3+ Ａ3+ Ｉｒ4+ Ｖ2+ （５，３） Ａ2+ Ａ1+ Ｉｒ4+ Ｆｅ5+ （５，３） Ａ3+ Ａ3+ Ｉｒ4+ Ｎｂ2+ （５，３） Ａ2+ Ａ2+ Ｉｒ4+ Ｔｃ4+ （５，３） Ａ3+ Ａ1+ Ｉｒ4+ Ｔｃ4+ （５，３） Ａ3+ Ａ3+ Ｉｒ4+ Ｔａ2+ （５，３） Ａ3+ Ａ2+ Ｉｒ4+ Ｗ3+ （５，３） Ａ1+ Ａ1+ Ｉｒ4+ Ｉｒ6+ （５，３） Ａ3+ Ａ3+ Ｒｕ3+ Ｃｒ3+ （５，３） Ａ3+ Ａ3+ Ｏｓ3+ Ｃｒ3+ （５，３） Ａ3+ Ａ2+ Ｃｏ4+ Ｃｒ3+ （５，３） Ａ3+ Ａ2+ Ｒｈ4+ Ｃｒ3+ （５，３） Ａ3+ Ａ2+ Ｒｕ3+ Ｍｎ4+ （５，３） Ａ3+ Ａ3+ Ｒｕ3+ Ｍｏ3+ （５，３） Ａ3+ Ａ3+ Ｒｕ2+ Ｒｅ4+ （５，３） Ａ3+ Ａ2+ Ｏｓ3+ Ｍｎ4+ （５，３） Ａ3+ Ａ3+ Ｏｓ3+ Ｍｏ3+ （５，３） Ａ3+ Ａ3+ Ｏｓ2+ Ｒｅ4+ ――――――――――――――――――――――――――――
【００９１】上記では、Ａ2Ｂ2Ｏ6なるペロブスカイト
構造を有する材料を、（Ａ1 2(1-z)Ａ 2 2z）（Ｂ1 2(1-x)
Ｂ2 2x）Ｏ6と表記した場合、ｘ、ｚがともに０．５であ
る材料について示したが、実質的に電荷の中性が保たれ
れば、ｘ、ｚは０．５に限られない。具体的には、０．
３≦ｘ≦０．７、０≦ｚ≦１で同様の効果が得られる。
【００９２】上記材料を用いた場合の磁気抵抗変化率
は、Ｃｏ50Ｆｅ50を第１の磁性体に用いた場合の磁気抵
抗変化率よりも、５％以上高くなった。なお、上記磁気
抵抗変化率は、印加磁界を１０００Ｏｅとし、室温での
測定結果である。
【００９３】（実施例２）本実施例でも、引き続き、高
い磁気抵抗変化率を示す強い磁性を有する酸化物、言い
換えれば高いスピン分極率を有する材料について検討し
た。検討の方法は、実施例１と同様とした。ただし、基
板には、ＳｒＴｉＯ3を用いた。
【００９４】種々の酸化物を検討した結果、高い磁気抵
抗変化が生じ、強い磁性を有する酸化物材料は、いずれ
もＤＥＯ3で表されるペロブスカイト結晶構造を有する
ことがＸ線回折等の分析で明らかになった。また、ＸＰ
Ｓ（光電子分光）により、それぞれのイオンの価数を調
べた結果に基づき、この物質の化学式をＤ2Ｅ2Ｏ6と書
き換え、さらにＤサイトに入るイオンをＤ1、Ｄ2、Ｅサ
イトに入るイオンをＥ 1、Ｅ2とおき、それぞれのサイト
に入るイオンのうち、Ｅ1およびＥ2イオンのｄ電子数を
ｎ3、ｎ4としたときの、ｄ電子数の組み合わせ（ｎ3、
ｎ4）についてまとめて整理を行った結果を表２に示
す。
【００９５】なお、下記酸化物材料を磁性体として用い
た素子のＩ−Ｖ特性を測定したところ、いずれもトンネ
ル電流特有の傾向を示した。中間層が絶縁トンネル障壁
になっているものと思われる。
【００９６】ここで、Ｄ+はＫ+、Ｎａ+等のアルカリ金
属のイオンを、Ｄ2+はＢａ2+、Ｓｒ2 +、Ｃａ2+等のアル
カリ土類金属のイオン、Ｃｄ2+またはＰｂ2+を、Ｄ3+は
Ｌａ3 +等の希土類のイオンである。表２では、Ｄ1、
Ｄ2、Ｅ1、Ｅ2イオンの電荷の合計は＋１２となる。
【００９７】 （表２） ―――――――――――――――――――――――――――― （ｎ1、ｎ2） Ｄ1 Ｄ2、 Ｅ1、 Ｅ2 ―――――――――――――――――――――――――――― （４，５） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｃｒ2+ Ｉｒ4+ （４，５） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｍｎ3+ Ｆｅ3+ （４，５） Ｄ3+ Ｄ2+ Ｍｎ3+ Ｉｒ4+ （４，５） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｒｕ4+ Ｍｎ2+ （４，５） Ｄ3+ Ｄ2+ Ｒｕ4+ Ｆｅ3+ （４，５） Ｄ2+ Ｄ2+ Ｒｕ4+ Ｉｒ4+ （４，５） Ｄ3+ Ｄ1+ Ｒｕ4+ Ｉｒ4+ （４，５） Ｄ2+ Ｄ2+ Ｐｄ6+ Ｍｎ2+ （４，５） Ｄ3+ Ｄ1+ Ｐｄ6+ Ｍｎ2+ （４，５） Ｄ2+ Ｄ1+ Ｐｄ6+ Ｆｅ3+ （４，５） Ｄ1+ Ｄ1+ Ｐｄ6+ Ｉｒ4+ （４，５） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｏｓ4+ Ｍｎ2+ （４，５） Ｄ3+ Ｄ2+ Ｏｓ4+ Ｆｅ3+ （４，５） Ｄ2+ Ｄ2+ Ｏｓ4+ Ｉｒ4+ （４，５） Ｄ3+ Ｄ1+ Ｏｓ4+ Ｉｒ4+ （４，５） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｆｅ4+ Ｍｎ2+ （４，５） Ｄ3+ Ｄ2+ Ｆｅ4+ Ｆｅ3+ （４，５） Ｄ2+ Ｄ2+ Ｆｅ4+ Ｉｒ4+ （４，５） Ｄ3+ Ｄ1+ Ｆｅ4+ Ｉｒ4+ （４，５） Ｄ3+ Ｄ2+ Ｃｏ5+ Ｍｎ2+ （４，５） Ｄ2+ Ｄ2+ Ｃｏ5+ Ｆｅ3+ （４，５） Ｄ3+ Ｄ1+ Ｃｏ5+ Ｆｅ3+ （４，５） Ｄ2+ Ｄ1+ Ｃｏ5+ Ｉｒ4+ （４，５） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｍｏ2+ Ｉｒ4+ （４，５） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｗ2+ Ｉｒ4+ （４，５） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｒｅ3+ Ｆｅ3+ （４，５） Ｄ3+ Ｄ2+ Ｒｅ3+ Ｉｒ4+ （４，５） Ｄ2+ Ｄ2+ Ｐｔ6+ Ｍｎ2+ （４，５） Ｄ3+ Ｄ1+ Ｐｔ6+ Ｍｎ2+ （４，５） Ｄ2+ Ｄ1+ Ｐｔ6+ Ｆｅ3+ （４，５） Ｄ1+ Ｄ1+ Ｐｔ6+ Ｉｒ4+ （４，５） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｍｎ3+ Ｒｕ3+ （４，５） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｍｎ3+ Ｏｓ3+ （４，５） Ｄ3+ Ｄ2+ Ｒｕ4+ Ｒｕ3+ （４，５） Ｄ3+ Ｄ2+ Ｒｕ4+ Ｏｓ3+ （４，５） Ｄ2+ Ｄ1+ Ｐｄ6+ Ｒｕ3+ （４，５） Ｄ2+ Ｄ1+ Ｐｄ6+ Ｏｓ3+ （４，５） Ｄ3+ Ｄ2+ Ｏｓ4+ Ｒｕ3+ （４，５） Ｄ3+ Ｄ2+ Ｏｓ4+ Ｏｓ3+ （４，６） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｃｒ2+ Ｐｔ4+ （４，６） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｍｎ3+ Ｒｈ3+ （４，６） Ｄ3+ Ｄ2+ Ｍｎ3+ Ｐｔ4+ （４，６） Ｄ3+ Ｄ2+ Ｒｕ4+ Ｒｈ3+ （４，６） Ｄ2+ Ｄ2+ Ｒｕ4+ Ｐｔ4+ （４，６） Ｄ3+ Ｄ1+ Ｒｕ4+ Ｐｔ4+ （４，６） Ｄ3+ Ｄ2+ Ｒｕ4+ Ｒｈ3+ （４，６） Ｄ1+ Ｄ1+ Ｐｄ6+ Ｐｔ4+ （４，６） Ｄ2+ Ｄ1+ Ｐｄ6+ Ｒｈ3+ （４，６） Ｄ1+ Ｄ1+ Ｐｄ6+ Ｐｔ4+ （４，６） Ｄ3+ Ｄ2+ Ｏｓ4+ Ｒｈ3+ （４，６） Ｄ2+ Ｄ2+ Ｏｓ4+ Ｐｔ4+ （４，６） Ｄ3+ Ｄ1+ Ｏｓ4+ Ｐｔ4+ （４，６） Ｄ3+ Ｄ2+ Ｆｅ4+ Ｒｈ3+ （４，６） Ｄ2+ Ｄ2+ Ｆｅ4+ Ｐｔ4+ （４，６） Ｄ3+ Ｄ1+ Ｆｅ4+ Ｐｔ4+ （４，６） Ｄ2+ Ｄ2+ Ｃｏ5+ Ｒｈ3+ （４，６） Ｄ3+ Ｄ1+ Ｃｏ5+ Ｒｈ3+ （４，６） Ｄ2+ Ｄ1+ Ｃｏ5+ Ｐｔ4+ （４，６） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｍｏ2+ Ｐｔ4+ （４，６） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｗ2+ Ｐｔ4+ （４，６） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｒｅ3+ Ｒｈ3+ （４，６） Ｄ3+ Ｄ2+ Ｒｅ3+ Ｐｔ4+ （４，６） Ｄ2+ Ｄ1+ Ｐｔ6+ Ｒｈ3+ （４，６） Ｄ1+ Ｄ1+ Ｐｔ6+ Ｐｔ4+ （４，６） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｃｒ2+ Ｐｄ4+ （４，６） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｍｎ3+ Ｃｏ3+ （４，６） Ｄ3+ Ｄ2+ Ｍｎ3+ Ｐｄ4+ （４，６） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｍｎ3+ Ｉｒ3+ （４，６） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｒｕ4+ Ｆｅ2+ （４，６） Ｄ3+ Ｄ2+ Ｒｕ4+ Ｃｏ3+ （４，６） Ｄ2+ Ｄ2+ Ｒｕ4+ Ｐｄ4+ （４，６） Ｄ3+ Ｄ1+ Ｒｕ4+ Ｐｄ4+ （４，６） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｒｕ4+ Ｏｓ2+ （４，６） Ｄ3+ Ｄ2+ Ｒｕ4+ Ｉｒ3+ （４，６） Ｄ2+ Ｄ2+ Ｐｄ6+ Ｆｅ2+ （４，６） Ｄ3+ Ｄ1+ Ｐｄ6+ Ｆｅ2+ （４，６） Ｄ2+ Ｄ1+ Ｐｄ6+ Ｃｏ3+ （４，６） Ｄ1+ Ｄ1+ Ｐｄ6+ Ｐｄ4+ （４，６） Ｄ3+ Ｄ2+ Ｐｄ6+ Ｒｅ1+ （４，６） Ｄ2+ Ｄ2+ Ｐｄ6+ Ｏｓ2+ （４，６） Ｄ3+ Ｄ1+ Ｐｄ6+ Ｏｓ2+ （４，６） Ｄ2+ Ｄ1+ Ｐｄ6+ Ｉｒ3+ （４，６） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｏｓ4+ Ｆｅ2+ （４，６） Ｄ3+ Ｄ2+ Ｏｓ4+ Ｃｏ3+ （４，６） Ｄ2+ Ｄ2+ Ｏｓ4+ Ｐｄ4+ （４，６） Ｄ3+ Ｄ1+ Ｏｓ4+ Ｐｄ4+ （４，６） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｏｓ4+ Ｏｓ2+ （４，６） Ｄ3+ Ｄ2+ Ｏｓ4+ Ｉｒ3+ （４，７） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｒｕ4+ Ｃｏ2+ （４，７） Ｄ2+ Ｄ2+ Ｐｄ6+ Ｃｏ2+ （４，７） Ｄ3+ Ｄ1+ Ｐｄ6+ Ｃｏ2+ （４，７） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｏｓ4+ Ｃｏ2+ （４，７） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｆｅ4+ Ｃｏ2+ （４，７） Ｄ3+ Ｄ2+ Ｃｏ5+ Ｃｏ2+ （４，７） Ｄ2+ Ｄ2+ Ｐｔ6+ Ｃｏ2+ （４，７） Ｄ3+ Ｄ1+ Ｐｔ6+ Ｃｏ2+ （４，７） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｍｎ3+ Ｎｉ3+ （４，７） Ｄ3+ Ｄ2+ Ｒｕ4+ Ｎｉ3+ （４，７） Ｄ2+ Ｄ1+ Ｐｄ6+ Ｎｉ3+ （４，７） Ｄ3+ Ｄ2+ Ｏｓ4+ Ｎｉ3+ （４，８） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｒｕ4+ Ｎｉ2+ （４，８） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｒｕ4+ Ｐｄ2+ （４，８） Ｄ2+ Ｄ2+ Ｐｄ6+ Ｎｉ2+ （４，８） Ｄ3+ Ｄ1+ Ｐｄ6+ Ｎｉ2+ （４，８） Ｄ2+ Ｄ2+ Ｐｄ6+ Ｐｄ2+ （４，８） Ｄ3+ Ｄ1+ Ｐｄ6+ Ｐｄ2+ （４，８） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｏｓ4+ Ｎｉ2+ （４，８） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｏｓ4+ Ｐｄ2+ （４，８） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｆｅ4+ Ｎｉ2+ （４，８） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｆｅ4+ Ｐｄ2+ （４，８） Ｄ3+ Ｄ2+ Ｃｏ5+ Ｎｉ2+ （４，８） Ｄ3+ Ｄ2+ Ｃｏ5+ Ｐｄ2+ （４，８） Ｄ2+ Ｄ2+ Ｐｔ6+ Ｎｉ2+ （４，８） Ｄ3+ Ｄ1+ Ｐｔ6+ Ｎｉ2+ （４，８） Ｄ2+ Ｄ2+ Ｐｔ6+ Ｐｄ2+ （４，８） Ｄ3+ Ｄ1+ Ｐｔ6+ Ｐｄ2+ （４，８） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｍｎ3+ Ａｕ3+ （４，８） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｒｕ4+ Ｐｔ2+ （４，８） Ｄ3+ Ｄ2+ Ｒｕ4+ Ａｕ3+ （４，８） Ｄ2+ Ｄ2+ Ｐｄ6+ Ｐｔ2+ （４，８） Ｄ3+ Ｄ1+ Ｐｄ6+ Ｐｔ2+ （４，８） Ｄ2+ Ｄ1+ Ｐｄ6+ Ａｕ3+ （４，８） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｏｓ4+ Ｐｔ2+ （４，８） Ｄ3+ Ｄ2+ Ｏｓ4+ Ａｕ3+ （５，６） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｍｎ2+ Ｐｔ4+ （５，６） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｆｅ3+ Ｒｈ3+ （５，６） Ｄ3+ Ｄ2+ Ｆｅ3+ Ｐｔ4+ （５，６） Ｄ3+ Ｄ2+ Ｉｒ4+ Ｒｈ3+ （５，６） Ｄ2+ Ｄ2+ Ｉｒ4+ Ｐｔ4+ （５，６） Ｄ3+ Ｄ1+ Ｉｒ4+ Ｐｔ4+ （５，６） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｒｕ3+ Ｐｈ3+ （５，６） Ｄ3+ Ｄ2+ Ｒｕ3+ Ｐｔ4+ （５，６） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｏｓ3+ Ｐｈ3+ （５，６） Ｄ3+ Ｄ2+ Ｏｓ3+ Ｐｔ4+ （５，６） Ｄ3+ Ｄ2+ Ｃｏ4+ Ｒｈ3+ （５，６） Ｄ2+ Ｄ2+ Ｃｏ4+ Ｐｔ4+ （５，６） Ｄ3+ Ｄ1+ Ｃｏ4+ Ｐｔ4+ （５，６） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｔｃ2+ Ｐｔ4+ （５，６） Ｄ3+ Ｄ2+ Ｒｈ4+ Ｒｈ3+ （５，６） Ｄ2+ Ｄ2+ Ｒｈ4+ Ｐｔ4+ （５，６） Ｄ3+ Ｄ1+ Ｒｈ4+ Ｐｔ4+ （５，６） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｒｅ2+ Ｐｔ4+ （５，６） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｍｎ2+ Ｐｄ4+ （５，６） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｆｅ3+ Ｃｏ3+ （５，６） Ｄ3+ Ｄ2+ Ｆｅ3+ Ｐｄ4+ （５，６） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｆｅ3+ Ｉｒ3+ （５，６） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｉｒ4+ Ｆｅ2+ （５，６） Ｄ3+ Ｄ2+ Ｉｒ4+ Ｃｏ3+ （５，６） Ｄ2+ Ｄ2+ Ｉｒ4+ Ｐｄ4+ （５，６） Ｄ3+ Ｄ1+ Ｉｒ4+ Ｐｄ4+ （５，６） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｉｒ4+ Ｏｓ2+ （５，６） Ｄ3+ Ｄ2+ Ｉｒ4+ Ｉｒ3+ （５，６） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｒｕ3+ Ｃｏ3+ （５，６） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｒｕ3+ Ｐｄ4+ （５，６） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｒｕ3+ Ｉｒ3+ （５，６） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｏｓ3+ Ｃｏ3+ （５，６） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｏｓ3+ Ｐｄ4+ （５，６） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｏｓ3+ Ｉｒ3+ （５，７） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｉｒ4+ Ｃｏ2+ （５，７） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｃｏ4+ Ｃｏ2+ （５，７） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｒｈ4+ Ｃｏ2+ （５，７） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｆｅ3+ Ｎｉ3+ （５，７） Ｄ3+ Ｄ2+ Ｉｒ4+ Ｎｉ3+ （５，７） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｆｅ3+ Ｐｄ3+ （５，７） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｆｅ3+ Ｐｔ3+ （５，７） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｉｒ4+ Ｒｈ2+ （５，７） Ｄ3+ Ｄ2+ Ｉｒ4+ Ｐｄ3+ （５，７） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｉｒ4+ Ｉｒ2+ （５，７） Ｄ3+ Ｄ2+ Ｉｒ4+ Ｐｔ3+ （５，７） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｒｕ3+ Ｎｉ3+ （５，７） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｏｓ3+ Ｎｉ3+ （５，８） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｉｒ4+ Ｎｉ2+ （５，８） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｉｒ4+ Ｐｄ2+ （５，８） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｃｏ4+ Ｎｉ2+ （５，８） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｃｏ4+ Ｎｉ2+ （５，８） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｒｈ4+ Ｐｄ2+ （５，８） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｒｈ4+ Ｐｄ2+ （５，８） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｆｅ3+ Ａｕ3+ （５，８） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｉｒ4+ Ｐｔ2+ （５，８） Ｄ3+ Ｄ2+ Ｉｒ4+ Ａｕ3+ （５，８） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｆｅ3+ Ｃｕ3+ （５，８） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｆｅ3+ Ａｇ3+ （５，８） Ｄ3+ Ｄ2+ Ｉｒ4+ Ｃｕ3+ （５，８） Ｄ3+ Ｄ2+ Ｉｒ4+ Ａｇ3+ （５，８） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｒｕ3+ Ａｕ3+ （５，８） Ｄ3+ Ｄ3+ Ｏｓ3+ Ａｕ3+ ――――――――――――――――――――――――――――
【００９８】上記では、Ｄ2Ｅ2Ｏ6なるペロブスカイト
構造を有する材料を、（Ｄ1 2(1-z)Ｄ 2 2z）（Ｅ1 2(1-y)
Ｅ2 2y）Ｏ6と表記した場合、ｙ、ｚがともに０．５であ
る材料について示したが、実質的に電荷の中性が保たれ
れば、ｙ、ｚは０．５に限られない。具体的には、０．
３≦ｙ≦０．７、０≦ｚ≦１で同様の効果が得られる。
Ｃｄ2+、Ｐｂ2+、Ｄ3+はＬａ3+等の希土類のイオンであ
る。
【００９９】上記材料を用いた場合の磁気抵抗変化率
は、Ｃｏ50Ｆｅ50を第１の磁性体に用いた場合の磁気抵
抗変化率よりも、５％以上高くなった。なお、上記磁気
抵抗変化率は、印加磁界を１０００Ｏｅとし、室温での
測定結果である。
【０１００】（実施例３）実施例１および２に示した材
料組成からなる原材料紛を、通常のセラミックスプロセ
ス、即ち、原材料の粉砕、混合、乾燥、仮焼成、粉砕、
造粒、成形、焼結の一連のプロセスにより合成した。焼
結温度は１３００℃〜１７００℃とした。合成したセラ
ミックス材料をＸ線で調べたところ、いずれもペロブス
カイト構造を示した。またこれらの試料の破断面をサー
マルエッチング後にＳＥＭ観察を行ったところ、多結晶
構造を持つことが分かった。また同一材料では、焼結温
度が低いほど粒径が小さく粒界が多いことが確認でき
た。
【０１０１】直径２ｍｍ、厚み１ｍｍに成形された各試
料の両極にＡｕ電極を蒸着し、磁界中（最大印加磁界：
２Ｔ）での磁気抵抗変化を調べた。いずれのサンプルも
磁界が強くなるに従って抵抗率が低下する傾向が見られ
た。また、同一材料では、結晶粒径が小さくなるに従っ
て高い磁気抵抗変化率を示した。これは無磁界中では結
晶磁気異方性等に従いランダムに配向していた磁化が揃
うことで、粒界を通じた電子が伝導しやすくなったため
であると思われる。
【０１０２】なお、上記実施例１，２において、Ａイオ
ンとしては、特に限定されないが、ペロブスカイト構造
を構成しやすいイオン半径を有するＬａ3+、Ｂａ2+、Ｐ
ｂ2+、Ｓｒ2+、Ｋ+等が好ましい。
【０１０３】（実施例４）本実施例では、図１４に準
じ、マグネトロンスパッタリング法とリソグラフィー法
により素子を作製した。用いた材料を、膜厚、成膜条件
とともに、下記に示す。 ［使用材料、膜厚、成膜温度］ 基板１： ＳｒＴｉＯ3 （００１）面 第１の磁性層２：Ｓｒ2（ＲｕＭｎ）Ｏ6ペロブスカイト
酸化物 厚み５０ｎｍ、 成膜温度５５０〜７５０℃ 中間層３： ＳｒＴｉＯ3、厚み５ｎｍ、成膜温度
６５０℃ 第２の磁性層４：第１の磁性層と同じ酸化物材料、厚み
５０ｎｍ 絶縁体５： ＳｉＯ2 成膜温度室温 上部用電極６： Ｐｔ、成膜温度室温 下部用電極７： Ｐｔ、成膜温度室温 下地電極８： Ｐｔ、成膜温度４００〜７５０℃ 磁化安定層９： ＳｒＦｅＯ3（ペロブスカイト反強磁
性）、厚み３０ｎｍ
【０１０４】磁気抵抗変化率は、４０％となった。ここ
でも、上記磁気抵抗変化率は、印加磁界を１０００Ｏｅ
とし、室温での測定結果である。
【０１０５】（実施例５）さらに、図１８に準じ、マグ
ネトロンスパッタリング法とリソグラフィ−法により素
子を作製した。用いた材料を、膜厚、成膜条件ととも
に、下記に示す。 ［使用材料、膜厚、成膜温度］ 基板１： ＳｒＴｉＯ3（００１）面 第１の磁性層２：Ｓｒ2（ＭｎＰｔ）Ｏ6ペロブスカイト
酸化物 厚み５０ｎｍ、 成膜温度５５０〜７５０℃ 中間層３： ＳｒＴｉＯ3、厚み５ｎｍ、成膜温度
６５０℃ 第２の磁性層４：基板側より、第１の磁性層と同じ酸化
物薄膜（厚み５０ｎｍ、成膜温度５５０〜７５０℃）と
ＮｉＦｅ（厚み２０ｎｍ、成膜温度室温）の積層構成
（交互に（２）層ずつ積層） 絶縁体５： ＳｉＯ2、成膜温度室温 上部用電極６： Ｐｔ、成膜温度室温 下部用電極７： Ｐｔ、成膜温度室温 下地電極８： Ｐｔ、成膜温度４００〜７５０℃ 磁化安定層９： ＦｅＭｎ、厚み４５ｎｍ、成膜温度室
温
【０１０６】磁気抵抗変化率は、３５％となった。ここ
でも、上記磁気抵抗変化率は、印加磁界を１０００Ｏｅ
とし、室温での測定結果である。
【０１０７】酸化物材料を作製する場合のスパッタガス
は標準条件として、Ａｒ：Ｏ2＝９：１の条件で作製を
行った。このとき、Ｏ2が少ないほど表面性が良く、酸
素量が少ない場合には、成膜後酸素雰囲気中で熱処理
（例えば（３００）〜（４５０）℃）することにより高
い表面性と結晶性が得られることがわかった。
【０１０８】また、下地電極を作製する際にも、スパッ
タガスをＡｒ：Ｏ2＝９：１の条件で作製した。このよ
うに不活性ガスに酸素を若干添加することにより、下地
電極は、基板面と同じ配向面である（００１）面に配向
するとともに、エピタキシャル成長し易くなった。この
傾向は、Ｐｔばかりでなく、Ａｕ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、
Ｉｒでも同様であった。また基板温度は４００℃〜７５
０℃の範囲で基板面方位に配向した。
【０１０９】それぞれの磁性層、磁化安定層には、一軸
磁場中で成膜することにより、一軸異方性を付与した。
ここで、図１４の構成（実施例４）では磁化安定層と第
１の磁性層を同一方向の磁場中で成膜し、また図１８の
構成（実施例５）では磁化安定層と第２の磁性層を同一
方向の磁場中で成膜した。またさらに第１の磁性層と第
２の磁性層の磁化容易軸方向は互いに直交関係になるよ
うに磁場方向を変えて成膜した。
【０１１０】作製した素子のヒステリシスループより、
図１４の構成に準じた素子では第１の磁性層が、また図
１８の構成に準じた素子では第２の磁性層全体が、残り
の磁性層よりも外部印加磁界に対して磁化が強く固定さ
れていることがわかった。これは、それぞれの磁化安定
層の交換結合磁界によるものと思われる。同様のピン止
め効果は、磁化安定層に上記の反強磁性膜の他、ＣｏＰ
ｔなどの高保磁力材料を用いた場合、あるいは、磁化安
定層に１Ｔ以上の高い飽和磁化を強磁性材料を用い、こ
れに形状異方性を付与した場合においても確認できた。
【０１１１】また上記実施例のうち、図１４の構成で
は、磁化安定層に用いた、ペロブスカイト反強磁性膜と
してＳｒＦｅＯ3を用いたが、この他にも、ＢｉＣｒ
Ｏ3、ＣａＲｕＯ3、Ｓｒ2ＮｉＭｏＯ6、ＬａＦｅＯ3、
ＰｒＦｅＯ3、ＮｄＦｅＯ3、ＳｍＦｅＯ3、ＥｕＦｅ
Ｏ3、ＧｄＦｅＯ3、ＴｂＦｅＯ3、ＤｙＦｅＯ3、ＹＦｅ
Ｏ３、ＨｏＦｅＯ3、ＥｒＦｅＯ3、ＴｍＦｅＯ3、Ｙｂ
ＦｅＯ3、ＬｕＦｅＯ3、ＬａＣｒＯ3、ＰｒＣｒＯ3、Ｎ
ｄＣｒＯ3、ＳｍＣｒＯ3、ＢｉＦｅＯ3、ＰｂＣｒＯ3、
Ｌａ0.9Ｂｉ0.1ＣｒＯ3、ＳｒＦｅ0.5Ｍｏ0.5Ｏ3等のペ
ロブスカイト構造を有する反強磁性体を、同様に、磁化
安定層として用いることができた。
【０１１２】また磁気抵抗素子として、反強磁性膜の伝
導性を高めるために、これらの材料に微量元素を添加す
る、酸素欠陥を生成する等して低抵抗化を行うことも可
能である。また図１８の構成では、磁化安定層となるペ
ロブスカイト反強磁性膜としてＦｅＭｎを用いたが、こ
の他に、Ｎｉ−Ｍｎ、Ｐｄ−Ｍｎ、Ｐｔ−Ｍｎ、Ｉｒ−
Ｍｎ、Ｆｅ−Ｉｒ、Ｃｒ−Ａｌ、Ｃｒ−Ｍｎ−Ｐｔ、Ｆ
ｅ−Ｍｎ−Ｒｈ、Ｐｄ−Ｐｔ−Ｍｎ、Ｒｕ−Ｒｈ−Ｍ
ｎ、Ｍｎ−Ｒｕ、Ｃｒ−Ａｌ等でも同様の効果が得られ
る。
【０１１３】また、図１４の構成では、上記成膜条件で
形成した、Ｐｔ下地電極、磁化安定層、第１の磁性層、
中間層、第３の磁性層は、いずれも基板面と同一方位に
エピタキシャル成長をしており、また図１８の構成にお
いても、Ｐｔ下地電極、第１の磁性層、中間層、第３の
磁性層は、基板面と同一方位にエピタキシャル成長をし
ており、その結果高い磁気抵抗変化率が得られた。一
方、成膜条件を変更してこれらの層を形成し、結晶性を
低下させたところ、磁気抵抗変化率が小さくなる傾向が
見られた。上記両実施例の素子のＩ−Ｖ特性を測定した
ところ、いずれもトンネル電流特有の傾向を示してい
た。中間層が絶縁トンネル障壁になっているためと思わ
れる。
【０１１４】（実施例６）図８に準じ、マグネトロンス
パッタリング法とリソグラフィ−法により素子を作製し
た。用いた材料を、膜厚、成膜条件とともに、下記に示
す。 ［使用材料、膜厚、成膜温度］ 基板１： ＳｒＴｉＯ3 第１の磁性層２：基板側より、Ｂａ2（ＲｕＩｒ）Ｏ6ペ
ロブスカイト酸化物（厚み５０ｎｍ、成膜温度５５０〜
７５０℃）と、ＦｅＣｏ金属強磁性膜（厚み１０ｎｍ、
成膜温度室温）との積層構成（交互に２層ずつ積層） 中間層３： Ａｌ膜（厚み３ｎｍ、成膜温度室温）
を５０mTorrの酸素雰囲気 中でプラズ
マ酸化して得たアモルファス構造のＡｌ2Ｏ3 第２の磁性層４：Ｆｅ、厚み１０ｎｍ 成膜温度室温。 絶縁体５： ＳｉＯ2、成膜温度室温 上部用電極６： Ｐｔ、成膜温度室温 下部用電極７： Ｐｔ、成膜温度室温 下地電極８： Ｐｔ、成膜温度６００℃
【０１１５】磁気抵抗変化率は、４５％となった。ここ
でも、上記磁気抵抗変化率は、印加磁界を１０００Ｏｅ
とし、室温での測定結果である。
【０１１６】第１の磁性層および第２の磁性層は、それ
ぞれ磁場中で成膜することにより、面内に一軸異方性を
形成した。ここで、第１の磁性層と第２の磁性層の磁化
容易軸方向は直交するように形成している。第１の磁性
層として、ＦｅＣｏを１０ｎｍのみとした磁気抵抗素子
と磁気抵抗変化率を比較したところ、本実施例の磁気抵
抗変化率は、明らかに増大していた。これは、高いスピ
ン分極率を有する本発明の酸化物から導電した電子が、
通常のＦｅＣｏ内よりも高いスピン分極率を維持したた
めであると思われる。また本実施例の素子のＩ−Ｖ特性
を測定したところ、いずれもトンネル電流特有の傾向を
示した。これは、中間層が絶縁トンネル障壁になってい
るためと思われる。本実施例では、強い磁性を持つペロ
ブスカイト酸化物層と強磁性金属層とが積層された構造
について述べたが、同様の効果は、強い磁性を持つペロ
ブスカイト酸化物相と強磁性金属相よりなる複合相構造
を形成することにより達成できる。
【０１１７】（実施例７）図１８に準じ、マグネトロン
スパッタリング法とリソグラフィ−法により素子を作製
した。用いた材料を、膜厚、成膜条件とともに、下記に
示す。ただし、図１８の中間層を第１の中間層として、
第２の磁性層を、基板側から第２の磁性層、第２の中間
層および第３の磁性層により構成した。 ［使用材料、膜厚、成膜温度］ 基板１： ＳｒＴｉＯ3（００１）面 第１の磁性層２： 基板側より、Ｌａ2（ＩｒＣｒ）
Ｏ6ペロブスカイト酸化物（厚み２０ｎｍ、成膜温度５
５０〜７５０℃）と、Ｆｅ磁性膜（厚み５ｎｍ、成膜温
度室温）との積層構成（交互に２層ずつ積層） （第１の）中間層３：Ａｌ膜（厚み３ｎｍ、成膜温度室
温）を５０mTorrの酸素雰 囲気中
でプラズマ酸化して得たアモルファスＡｌ2Ｏ3 第２の磁性層４： 基板側より、第２の磁性層、第２
の中間層、第３の磁性層を形成、第２の磁性層はＣｏＦ
ｅ（厚み２ｎｍ）、第２の中間層はＲｕ（厚み０．７ｎ
ｍ）、第３の磁性層はＣｏＦｅ（厚み２ｎｍ） 絶縁体５： ＳｉＯ2、成膜温度室温 上部用電極６： Ｐｔ、成膜温度室温 下部用電極７： Ｐｔ、成膜温度室温 下地電極８： Ｐｔ、成膜温度４００〜７５０℃ 磁化安定層９： ＦｅＭｎ（厚み３０ｎｍ、成膜温
度室温）
【０１１８】磁気抵抗変化率は、４０％となった。ここ
でも、上記磁気抵抗変化率は、印加磁界を１０００Ｏｅ
とし、室温での測定結果である。
【０１１９】一軸磁場中で成膜することで第１の磁性層
と第２の磁性層の磁化容易軸方向は互いに直交関係にな
るように磁場方向を変えて成膜した。本実施例で作製し
た磁気抵抗素子の構造で、第２の中間層および第２の磁
性層を持たない素子と比較検討した。その結果、本実施
例の磁気抵抗素子では、第２の磁性層が外部磁界に対し
て、さらに磁化反転しにくいことがわかった。即ち、外
部磁界の外乱等に対して磁化回転が安定な素子となっ
た。また本実施例の素子のＩ−Ｖ特性を測定したとこ
ろ、いずれれもトンネル電流特有の傾向を示した。これ
は第１の中間層が絶縁トンネル障壁になっているためと
思われる。
【０１２０】（実施例８）図８に準じ、マグネトロンス
パッタリング法とリソグラフィ−法により構成Ａ、構成
Ｂ、構成Ｃの素子を作製した。用いた材料を、膜厚、成
膜条件とともに、下記に示す。 ［使用材料、膜厚、成膜温度］ 構成Ａとして、 基板１： ＳｒＴｉＯ3 第１の磁性層２： 基板側より、Ｓｒ2（ＭｎＲｅ）
Ｏ6ペロブスカイト酸化物（厚み５０ｎｍ、成膜温度５
５０〜７５０℃）と、ＦｅＣｏ金属強磁性膜（厚み１０
ｎｍ、成膜温度室温）との積層構成（交互に３層ずつ積
層） 中間層３： Ａｒ＋Ｏ2混合ガス雰囲気で成膜
したＡｌ−Ｏ（厚み２０ｎ ｍ、成
膜温度室温）を熱処理し、Ａｌ2Ｏ3中にＡｌ微結晶
を析出させて得た、数ｎｍ以下の非磁
性Ａｌ微結晶粒が薄 いＡｌ2Ｏ3で
覆われた複合体 第２の磁性層４： Ｆｅ（厚み１０ｎｍ、成膜温度室
温） 絶縁体５： ＳｉＯ2、成膜温度室温 上部用電極６： Ｐｔ、成膜温度室温 下部用電極７： Ｐｔ、成膜温度室温 下地電極８： Ｐｔ、成膜温度６００℃
【０１２１】構成Ｂとして、構成Ａにおいて、中間層３
を、Ａｒ＋Ｏ2混合ガス雰囲気で成膜したＦｅ−Ａｌ−
Ｏ（厚み２０ｎｍ、成膜温度室温）を熱処理し、ＦｅＡ
ｌＯ酸化物中にＦｅ微結晶をさせて得た、数ｎｍ以下の
非磁性Ｆｅ微結晶粒が薄いＦｅＡｌＯで覆われた複合
体、とした素子を作製した。
【０１２２】構成Ｃとして、構成Ａにおいて、中間層３
を、Ａｒガス雰囲気で成膜したＦｅ−Ａｌ膜（厚み１０
ｎｍ、成膜温度室温）を酸素雰囲気下２００〜７５０℃
の様々な温度で熱処理して得たＦｅＡｌ膜表面にＦｅＡ
ｌＯ酸化膜を形成した複合膜、とした素子を作製した。
【０１２３】第１の磁性層と第２の磁性層はそれぞれ磁
場中で成膜することにより、面内に一軸異方性を形成し
た。ここで、第１の磁性層と第２の磁性層の磁化容易軸
方向は直交するように形成した。
【０１２４】本実施例で作製した構成Ａ、構成Ｂおよび
構成Ｃの素子は、いずれも実施例６で示した構造で中間
層の構成のみを変えたものに相当する。実施例６の素子
と本実施例の素子を比較したところ、本実施例の素子は
さらに再現性よく高い磁気抵抗変化を示した。また本実
施例の素子のＩ−Ｖ特性を測定したところ、いずれもト
ンネル電流特有の傾向を示した。実施例６の素子および
本実施例の素子において、中間層はいずもトンネルバリ
アを形成しているものの、本実施例の素子では、ピンホ
ール等が形成されにくいために、高い再現性を実現でき
たと考えられる。
【０１２５】（実施例９）本実施例では、実施例１に提
示した（ｎ1，ｎ2）が（５，１）である材料の１つであ
るＬａ2（Ｍｎ、Ｖ）Ｏ6 （Ｌａ2（Ｍｎ2+、Ｖ4+）
Ｏ6）について、さらに検討した。まず、ＬａＯ、Ｍｎ
Ｏ、Ｖ2Ｏ5を、ＬａとＭｎとＶとの原子比が２：１：１
となるように秤量し、混合し、プレス成形してペレット
とした。この材料では酸素が過剰となるため、ペレット
を、還元雰囲気（酸素を０．０１％混入した水素雰囲
気）中で焼成した。焼成温度は１２００℃とした。ただ
し、原材料中に酸素が過剰でないときには大気中で焼成
してもよい。また、還元雰囲気として、グリーンガス等
を用いてもよく、Ｔｉ等の酸化物生成自由エネルギーが
低い材料と同時焼成しても構わない。焼成後、９５０℃
まで冷却し、酸素の還元量を制御しながらさらに室温ま
で徐冷した。
【０１２６】上記で得たペレットをターゲットとして、
スパッタ法により、ＳＴＯ（ＳｒＴｉＯ3）（１００）
面上に、厚さ７００ｎｍとなるように成膜した。スパッ
タ雰囲気は５ｍＴｏｒｒのアルゴン雰囲気、基板温度は
６５０℃とした。成膜後、結晶性を高めて酸素量を最適
化するために、再び還元雰囲気（Ａｒ雰囲気）９００℃
で熱処理した。
【０１２７】こうして形成したＬａ2（Ｍｎ、Ｖ）Ｏ6膜
（ペロブスカイト膜）上に、Ａｌ膜を厚さ１．２ｎｍと
なるように成膜し、これを大気中で２４時間放置して自
然酸化させた。次いで、この膜上に、Ｎｉ80Ｆｅ20（パ
ーマロイ）を２０ｎｍ成膜し、リソグラフィー技術を用
いて、ペロブスカイト膜とパーマロイ膜とが電極となる
ように、４端子素子を形成した。素子の断面積は１００
ｃｍ2とした。
【０１２８】比較のために、上記ペロブスカイト膜に代
えて分極率が最大の金属磁性体であるＣｏ50Ｆｅ50を用
いて同様の素子を作製した。なお、Ｃｏ50Ｆｅ50の膜厚
も７００ｎｍとした。
【０１２９】磁気抵抗変化率（印加磁界：１０００Ｏ
ｅ、測定温度：室温）を測定したところ、上記ペロブス
カイト膜を用いた素子の磁気抵抗変化率は５０％となっ
たのに対し、Ｃｏ50Ｆｅ50膜を用いた素子の磁気抵抗変
化率は１５％程度となった。さらに、実施例１、２で述
べた材料のうち、Ｌａ2ＭｎＮｂＯ6、Ｌａ2ＭｎＭｏＯ6
Ｌａ2ＦｅＰｔＯ6、Ｌａ2ＣｏＩｒＯ6についても上記と
同様にして素子を作製したところ、いずれの材料につい
ても、磁気抵抗変化率は２０％〜１５０％となった。
【０１３０】なお、ペロブスカイト材料はＦｅＣｏより
も高抵抗であるが、上記では、十分に厚い膜を形成し、
電極の微細加工を行っているために、いわゆる形状効果
は排除されている。
【０１３１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
比較的高温で大きな抵抗変化率が得られる高スピン分極
率材料、およびこれを用いた磁気抵抗変化素子を提供で
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の磁気抵抗変化素子の一形態の平面図
である。
【図２】 本発明の磁気抵抗変化素子の一形態の断面図
である。
【図３】 本発明の磁気抵抗変化素子の一形態の平面図
である。
【図４】 本発明の磁気抵抗変化素子の一形態の断面図
である。
【図５】 本発明の磁気抵抗変化素子の一形態の断面図
である。
【図６】 本発明の磁気抵抗変化素子の一形態の断面図
である。
【図７】 本発明の磁気抵抗変化素子の一形態の断面図
である。
【図８】 本発明の磁気抵抗変化素子の一形態の断面図
である。
【図９】 本発明の磁気抵抗変化素子の一形態の断面図
である。
【図１０】 本発明の磁気抵抗変化素子の一形態の断面
図である。
【図１１】 本発明の磁気抵抗変化素子の一形態の断面
図である。
【図１２】 本発明の磁気抵抗変化素子の一形態の断面
図である。
【図１３】 本発明の磁気抵抗変化素子の一形態の断面
図である。
【図１４】 本発明の磁気抵抗変化素子の一形態の断面
図である。
【図１５】 本発明の磁気抵抗変化素子の一形態の断面
図である。
【図１６】 本発明の磁気抵抗変化素子の一形態の断面
図である。
【図１７】 本発明の磁気抵抗変化素子の一形態の断面
図である。
【図１８】 本発明の磁気抵抗変化素子の一形態の断面
図である。
【符号の説明】
１ 基板 ２ 第１の磁性層（磁性体） ３、３ａ 中間層（中間体もしくは複合体） ４、４ａ 第２の磁性層 ５ 絶縁体 ６ 上部用電極 ７ 下部用電極 ８ 下地電極 ９ 磁化安定層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｆ 10/26 Ｈ０１Ｆ 10/26 (72)発明者 榊間 博 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 松川 望 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 足立 秀明 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5D034 BA04 BA15 DA07 5E049 AA01 AA04 AA07 AB03 AB09 AC00 AC05 BA12 BA16 CB02 DB04 DB14 DB20 HC01 MC01

Claims (36)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 組成式：Ａ（Ｂ1 1-x、Ｂ2 x）Ｏ3で表さ
    れるペロブスカイト構造を有し、前記Ａ（Ｂ1 1-x、
    Ｂ2 x）Ｏ3において、 Ａは、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類、Ｂ
    ｉ、ＣｄおよびＰｂから選ばれる少なくとも１種の元素
    のイオンであり、 Ｂ1およびＢ2は、遷移金属のイオンであって、３ｄ軌
    道、４ｄ軌道および５ｄ軌道から選ばれるいずれかの最
    外殻ｄ軌道に存在する電子数をそれぞれｎ1、ｎ2（ただ
    し、ｎ1≧ｎ2）とすると、前記電子数の組み合わせ（ｎ
    1，ｎ2）が、（４，１）、（４，２）、（４，３）、
    （５，１）、（５，２）および（５，３）から選ばれる
    いずれかとなり、 ｘが０．３以上０．７以下であることを特徴とする強い
    磁性を有する酸化物。
  2. 【請求項２】 組成式：Ｄ（Ｅ1 1-y、Ｅ2 y）Ｏ3で表さ
    れるペロブスカイト構造を有し、前記Ｄ（Ｅ1 1-y、
    Ｅ2 y）Ｏ3において、 Ｄは、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類、Ｂ
    ｉ、ＣｄおよびＰｂから選ばれる少なくとも１種の元素
    のイオンであり、 Ｅ1およびＥ2は、遷移金属のイオンであって、３ｄ軌
    道、４ｄ軌道および５ｄ軌道から選ばれるいずれかの最
    外殻ｄ軌道に存在する電子数をそれぞれｎ3，ｎ4（ただ
    し、ｎ3≦ｎ4）とすると、前記電子数の組み合わせ（ｎ
    3，ｎ4）が、（４，５）、（４，６）、（４，７）、
    （４，８）、（５，６）、（５，７）および（５，８）
    から選ばれるいずれかとなり、 ｙが０．３以上０．７以下であることを特徴とする強い
    磁性を有する酸化物。
  3. 【請求項３】 遷移金属のイオンが、４Ａ族、５Ａ族、
    ６Ａ族、７Ａ族、８族および１Ｂ族から選ばれる少なく
    とも１種の元素のイオンである請求項１または２に記載
    の強磁性酸化物。
  4. 【請求項４】 少なくとも２つの磁性体と、中間体とを
    含み、前記中間体を介して前記磁性体が電気的に接続さ
    れた磁気抵抗素子であって、 前記中間体を介して電気的に接続している前記磁性体の
    少なくとも１つが、請求項１〜３のいずれかに記載の強
    磁性酸化物を主体とすることを特徴とする磁気抵抗素
    子。
  5. 【請求項５】 強磁性酸化物を主体とする磁性体と、Ｆ
    ｅ、ＣｏおよびＮｉから選ばれる少なくとも１種の元素
    を含む金属強磁性体とが、中間体を介して電気的に接続
    している請求項４に記載の磁気抵抗素子。
  6. 【請求項６】 中間体を介して電気的に接続している磁
    性体の少なくとも１つが、強磁性酸化物を主体とする磁
    性体と、Ｆｅ、ＣｏおよびＮｉから選ばれる少なくとも
    １種の元素を含む金属強磁性体とが接触した面を有する
    請求項４または５に記載の磁気抵抗素子。
  7. 【請求項７】 強磁性酸化物を主体とする磁性体として
    前記強磁性酸化物の結晶粒を含み、前記磁性体が前記結
    晶粒の粒界を中間体として互いに電気的に接続している
    請求項４に記載の磁気抵抗素子。
  8. 【請求項８】 中間体がアモルファス酸化物を含む請求
    項４〜７のいずれかに記載の磁気抵抗素子。
  9. 【請求項９】 中間体がペロブスカイト構造を有する酸
    化物を含む請求項４〜８のいずれかに記載の磁気抵抗素
    子。
  10. 【請求項１０】 中間体がトンネル障壁となる請求項４
    〜９のいずれかに記載の磁気抵抗素子。
  11. 【請求項１１】 中間体を介して電気的に接続している
    磁性体の一方が、前記磁性体の他方よりも外部印加磁界
    に対して磁化方向が変化し難い請求項４〜１０のいずれ
    かに記載の磁気抵抗素子。
  12. 【請求項１２】 磁化方向が変化し難い磁性体に、形状
    異方性を有する磁性体が隣接している請求項１１に記載
    の磁気抵抗素子。
  13. 【請求項１３】 磁化方向が変化し難い磁性体に、１０
    ０Ｏｅ以上の保磁力を有する磁性体が隣接している請求
    項１１に記載の磁気抵抗素子。
  14. 【請求項１４】 磁化方向が変化し難い磁性体に、反強
    磁性体が隣接している請求項１１に記載の磁気抵抗素
    子。
  15. 【請求項１５】 反強磁性体が、組成式：ＲＱＯ3で表
    されるペロブスカイト結晶構造を有し、前記ＲＱＯ3に
    おいて、 Ｒは、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類、Ｂ
    ｉ、ＣｄおよびＰｂから選ばれる少なくとも１種の元素
    のイオンであり、 Ｑは、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｎ
    ｂ、Ｍｏ、Ｔｃ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｗ、Ｒｅ、
    Ｏｓ、Ｉｒ、ＰｔおよびＡｕから選ばれる少なくとも１
    種の元素のイオンである請求項１４に記載の磁気抵抗素
    子。
  16. 【請求項１６】 導電性を有する反強磁性体を用いる請
    求項１４または１５に記載の磁気抵抗素子。
  17. 【請求項１７】 強磁性酸化物を主体とする磁性体に電
    極が接続されており、前記電極が、Ａｕ、Ｒｕ、Ｒｈ、
    Ｐｄ、ＩｒおよびＰｔから選ばれる少なくとも１種から
    なる請求項４〜１６のいずれかに記載の磁気抵抗素子。
  18. 【請求項１８】 少なくとも２つの層状の磁性体が層状
    の中間体を挟んで積層されていることにより、前記中間
    体を介して前記磁性体が電気的に接続している請求項４
    〜１７のいずれかに記載の磁気抵抗素子。
  19. 【請求項１９】 層状の中間体が磁性粒を含む複合体で
    ある請求項１８に記載の磁気抵抗素子。
  20. 【請求項２０】 層状の中間体が非磁性金属粒を含む複
    合体である請求項１８に記載の磁気抵抗素子。
  21. 【請求項２１】 少なくとも２つの磁性体と、中間体と
    を含み、前記中間体を介して前記磁性体が電気的に接続
    された磁気抵抗素子であって、 前記中間体を介して電気的に接続している前記磁性体の
    少なくとも１つが、請求項１〜３のいずれかに記載の強
    磁性酸化物を主体とする層と、強磁性金属層との積層体
    であることを特徴とする磁気抵抗素子。
  22. 【請求項２２】 非磁性基板上に、第１の磁性層、第２
    の磁性層、中間層および磁化安定層を含む多層膜が形成
    され、 前記第１の磁性層および前記第２の磁性層から選ばれる
    少なくとも１つが請求項１〜３のいずれかに記載の強磁
    性酸化物を主体としており、 前記第１の磁性層および前記第２の磁性層が前記中間層
    を介して電気的に接続しており、 前記磁化安定層が、反強磁性体、形状異方性を有する磁
    性体、および１００Ｏｅ以上の保磁力を有する磁性体か
    ら選ばれるいずれかであることを特徴とする磁気抵抗素
    子。
  23. 【請求項２３】 少なくとも非磁性基板に接する層がペ
    ロブスカイト構造を有する請求項２２に記載の磁気抵抗
    素子。
  24. 【請求項２４】 第１の磁性層、第２の磁性層、中間層
    および磁化安定層が、いずれもペロブスカイト構造を有
    する請求項２２または２３に記載の磁気抵抗素子。
  25. 【請求項２５】 非磁性基板上に、第１の磁性層、中間
    層、第２の磁性層および磁化安定層をこの順に形成した
    多層膜を含む請求項２２〜２４のいずれかに記載の磁気
    抵抗素子。
  26. 【請求項２６】 非磁性基板上に、磁化安定層、第１の
    磁性層、中間層および第２の磁性層をこの順に形成した
    多層膜を含む請求項２２〜２４のいずれかに記載の磁気
    抵抗素子。
  27. 【請求項２７】 非磁性基板上に、第１の磁性層、第１
    の中間層、第２の磁性層、第２の中間層、第３の磁性層
    および磁化安定層をこの順に形成した多層膜を含み、 前記第１の磁性層、前記第２の磁性層および前記第３の
    磁性層から選ばれる少なくとも１つが請求項１〜３のい
    ずれかに記載の強磁性酸化物を主体としており、 前記第１の磁性層および前記第２の磁性層が前記第１の
    中間層を介して電気的に接続しており、 前記第２の磁性層および前記第３の磁性層が前記第２の
    中間層を介して電気的に接続しており、 前記磁化安定層が、反強磁性体、形状異方性を有する磁
    性体、および１００Ｏｅ以上の保磁力を有する磁性体か
    ら選ばれるいずれかであることを特徴とする磁気抵抗素
    子。
  28. 【請求項２８】 少なくとも第１の磁性層が強磁性酸化
    物を主体とする請求項２７に記載の磁気抵抗素子。
  29. 【請求項２９】 非磁性基板上に、第１の磁性層、中間
    層および第２の磁性層を含む多層膜が形成され、 前記第１の磁性層および前記第２の磁性層から選ばれる
    少なくとも１つが請求項１〜３のいずれかに記載の強磁
    性酸化物を主体としており、 前記第１の磁性層および前記第２の磁性層が前記中間層
    を介して電気的に接続しており、 前記強磁性酸化物を主体とする磁性層におけるペロブス
    カイト構造の｛００１｝、｛１１０｝および｛１１１｝
    から選ばれる少なくとも１つの結晶面と、前記中間層の
    表面とがなす角度が１０度以下であることを特徴とする
    磁気抵抗素子。
  30. 【請求項３０】 強磁性酸化物を主体とする磁性層また
    は中間層が、前記磁性層と前記中間層との界面からエピ
    タキシャル成長した薄膜である請求項２９に記載の磁気
    抵抗素子。
  31. 【請求項３１】 非磁性基板上に、下地層および電極層
    から選ばれる少なくとも一方を介して多層膜を形成した
    請求項２２〜３０のいずれかに記載の磁気抵抗素子。
  32. 【請求項３２】 非磁性基板として単結晶基板を用い、
    前記単結晶基板と実質的に同一の配向面を有するよう
    に、前記単結晶基板上に電極層を形成した請求項３１に
    記載の磁気抵抗素子。
  33. 【請求項３３】 電極層が、基板温度を４００℃以上７
    ５０℃以下とした真空蒸着法により形成された層である
    請求項３２に記載の磁気抵抗素子。
  34. 【請求項３４】 電極層が、アルゴンと酸素とからなる
    雰囲気におけるスパッタリング法により形成された層で
    ある請求項３２に記載の磁気抵抗素子。
  35. 【請求項３５】 強磁性酸化物を主体とする磁性層およ
    び中間層から選ばれる少なくとも１つが、基板温度を５
    ５０℃以上７５０℃以下とした真空蒸着法により形成し
    た層である請求項２２〜３４のいずれかに記載の磁気抵
    抗素子。
  36. 【請求項３６】 中間層が、基板温度を２００℃以上７
    ５０℃以下とした真空蒸着法により形成した層であり、
    磁性層間においてトンネル障壁を形成する請求項２２〜
    ３４のいずれかに記載の磁気抵抗素子。
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