JP2012059878A5 - - Google Patents
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[実験2]
上記の[実験1]により、(CoxFe100-x)80B20の場合、Co量xが70%以下の組成で高い熱安定性を有したまま、反転電流値Jc0を低減できることがわかった。
そこで、[実験2]において(Co70Fe30)80Bz、および(Co80Fe20)80Bz組成の記憶層17を用いて、B量zがCoとFeの比とMeffective/Msにどのような影響を与えるかを調べた。試料の詳細は[実験1]と同様である。
上記の[実験1]により、(CoxFe100-x)80B20の場合、Co量xが70%以下の組成で高い熱安定性を有したまま、反転電流値Jc0を低減できることがわかった。
そこで、[実験2]において(Co70Fe30)80Bz、および(Co80Fe20)80Bz組成の記憶層17を用いて、B量zがCoとFeの比とMeffective/Msにどのような影響を与えるかを調べた。試料の詳細は[実験1]と同様である。
表2の結果より、(Co70Fe30)100-zBzのようにCoとFeの比を70/30で固定した場合、B量z=40原子%以外の組成では実効的な反磁界Meffectiveが飽和磁化量Msより小さくなっていることが確認できる。
表3の結果より、(Co80Fe20)100-zBzのようにCoとFeの比を80/20で固定した場合、いずれの組成においても実効的な反磁界Meffectiveが飽和磁化量Msより大きくなっていることが確認できる。
上述の表1〜3の結果より、B量zが30原子%以下の範囲であれば、飽和磁化量Msと実効的な反磁界Meffectiveの大小関係はCoとFeの比で決定されることが明らかになった。
従って、記憶層17の実効的な反磁界Meffectiveが飽和磁化量Msより小さくなるCo−Fe−B合金の組成は、
0≦Cox≦70、
30≦Fey≦100、
0<Bz≦30において、
(Cox−Fey)100-z−Bzである。
従って、記憶層17の実効的な反磁界Meffectiveが飽和磁化量Msより小さくなるCo−Fe−B合金の組成は、
0≦Cox≦70、
30≦Fey≦100、
0<Bz≦30において、
(Cox−Fey)100-z−Bzである。
図5によると、Feが60原子%以上存在するCo−Fe−B合金組成の場合にのみ、高い熱安定性が保持されている。
種々の検討を行った結果、Feが60原子%以上存在するCo−Fe−B合金が極微小な記録素子において高い熱安定性Δを示す理由は、Co−Fe−B合金の磁化が膜面面直方向を向いていることに起因していることが明らかになった。
Co−Fe−B合金の磁化が膜面面直方向になっている理由は、実効的な反磁界Meffectiveが飽和磁化量Msより著しく小さい組成であることに起因していると思われる。
また、垂直磁化膜になると極微小素子においても熱安定性が保たれる理由は、実効的な異方性磁界に関係しており、垂直磁化膜の実効的な異方性磁界は一般的に面内磁化膜よりも遥かに大きな値になる。つまり、垂直磁化膜では、大きな実効的な異方性磁界の効果により、面内磁化膜では十分な熱安定性(Δ)を確保できない極微小な素子においても高い熱安定性(Δ)を保つことが出来る。
上記の実験結果から、(CoxFe100-x)80B20という組成のCo−Fe−B合金では、Fe100-xが60以上になる場合、Gbitクラスのスピン注入を利用したメモリ装置に好適となるといえる。
種々の検討を行った結果、Feが60原子%以上存在するCo−Fe−B合金が極微小な記録素子において高い熱安定性Δを示す理由は、Co−Fe−B合金の磁化が膜面面直方向を向いていることに起因していることが明らかになった。
Co−Fe−B合金の磁化が膜面面直方向になっている理由は、実効的な反磁界Meffectiveが飽和磁化量Msより著しく小さい組成であることに起因していると思われる。
また、垂直磁化膜になると極微小素子においても熱安定性が保たれる理由は、実効的な異方性磁界に関係しており、垂直磁化膜の実効的な異方性磁界は一般的に面内磁化膜よりも遥かに大きな値になる。つまり、垂直磁化膜では、大きな実効的な異方性磁界の効果により、面内磁化膜では十分な熱安定性(Δ)を確保できない極微小な素子においても高い熱安定性(Δ)を保つことが出来る。
上記の実験結果から、(CoxFe100-x)80B20という組成のCo−Fe−B合金では、Fe100-xが60以上になる場合、Gbitクラスのスピン注入を利用したメモリ装置に好適となるといえる。
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