東北大学研究者紹介

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ツノダ　マサキヨ

角田　匡清

Masakiyo Tsunoda

所属

グリーン未来創造機構　グリーンクロステック研究センター

職名

教授

学位

博士（工学）（東北大学）

researchmap

https://researchmap.jp/read0180277

J-GLOBAL ID

200901082040310236

委員歴 16

日本磁気学会　論文委員

2009年5月～継続中
日本磁気学会　論文委員

2009年5月～継続中
日本磁気学会　論文賞・内山賞選考委員

2013年6月～ 2014年5月
日本磁気学会　論文賞・内山賞選考委員

2013年6月～ 2014年5月
SPring-8 先端磁性材料研究会　代表

2009年3月～ 2010年9月
SPring-8 先端磁性材料研究会　代表

2009年3月～ 2010年9月
日本磁気学会表彰委員会　委員

2009年6月～ 2010年5月
日本磁気学会表彰委員会　委員

2009年6月～ 2010年5月
日本応用磁気学会　企画委員

2007年5月～ 2009年4月
日本応用磁気学会　企画委員

2007年5月～ 2009年4月
日本応用磁気学会　論文賞・内山賞選考委員

2007年4月～ 2009年3月
日本応用磁気学会　論文賞・内山賞選考委員

2007年4月～ 2009年3月
日本応用磁気学会企画委員　企画委員

2001年4月～ 2005年3月
日本応用磁気学会企画委員　企画委員

2001年4月～ 2005年3月
2009年度第17回 SPring-8 施設公開　科学講演会講師

2009年4月～
2009年度第17回 SPring-8 施設公開　科学講演会講師

2009年4月～

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所属学協会 4

日本真空協会
日本金属学会
応用物理学会
日本応用磁気学会

研究分野 1

ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学） / 電気電子材料工学 /

受賞 8

第25回論文賞

2020年1月　日本物理学会　Anisotropic Magnetoresistance Effects in Fe, Co, Ni, Fe4N, and Half-Metallic Ferromagnet: A Systematic Analysis; J. Phys. Soc. Jpn. 79, 083711 (2010)
日本磁気学会論文賞

2015年9月9日　日本磁気学会　Dependence of Magnetic Damping on Temperature and Crystal Orientation in Epitaxial Fe4N Thin Films
日本磁気学会論文賞

2010年9月5日　日本磁気学会　γ-Mn-Ir/Fe-Co-Ni積層膜の交換磁気異方性と強磁性層結晶構造との相関
日本磁気学会優秀研究賞

2009年9月13日　日本磁気学会　高性能交換磁気異方性材料の研究
日本応用磁気学会優秀講演賞

2006年11月22日　日本応用磁気学会　"L12-Mn3X(X=Ir, Rh, Ru) / Co-Fe積層膜の交換磁気異方性"
日本応用磁気学会優秀講演賞

2004年11月29日　（社）日本応用磁気学会　Al-N絶縁層を有するトンネル接合膜のTMR特性に及ぼす窒化種の影響
原田研究奨励賞

1999年11月4日　財団法人金属研究助成会　極清浄雰囲気中で作製したスピンバルブ型GMR薄膜の微細構造と磁気特性に関する研究
日本応用磁気学会学術奨励賞（武井賞）

1996年9月21日　日本応用磁気学会　薄膜初期成長過程に及ぼす金属シード層の効果

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論文 244

Magnetic anisotropy and damping in epitaxial Fe-Co-Ni binary and ternary alloy thin films

Tomoya Ueno, Takafumi Nakano, Masakiyo Tsunoda, Shogo Yamashita, Takayuki Hojo, Mikihiko Oogane

Journal of Magnetism and Magnetic Materials　172841-172841　2025年1月
出版者・発行元： Elsevier BV
DOI： 10.1016/j.jmmm.2025.172841 　

ISSN：0304-8853
Fabrication of half-metallic Co<inf>2</inf>FeAl<inf>x</inf>Si<inf>1–</inf><inf>x</inf> thin film with small magneto-crystalline anisotropy constant K<inf>1</inf>

Takayuki Hojo, Hiromi Hamasaki, Masakiyo Tsunoda, Mikihiko Oogane

Journal of Magnetism and Magnetic Materials　601　2024年7月1日

DOI： 10.1016/j.jmmm.2024.172144 　

ISSN：0304-8853
Temperature and bias voltage dependences of magnetic tunnel junction with FeAlSi electrode

Shoma Akamatsu, Byung Hun Lee, Yasen Hou, Masakiyo Tsunoda, Mikihiko Oogane, Geoffrey S.D. Beach, Jagadeesh S. Moodera

APL Materials　12　(2)　2024年2月1日

DOI： 10.1063/5.0189570 　

eISSN：2166-532X
Investigation of deterministic and cumulative nature in helicity-dependent optical switching of ferrimagnetic Gd–Fe–Co films

Takuo Ohkochi, Ryunosuke Takahashi, Hidenori Fujiwara, Hirokazu Takahashi, Roman Adam, Umut Parlak, Kohei Yamamoto, Hitoshi Osawa, Masato Kotsugi, Arata Tsukamoto, Hiroki Wadati, Akira Sekiyama, Claus M. Schneider, Masakiyo Tsunoda, Shigemasa Suga, Toyohiko Kinoshita

Journal of Magnetism and Magnetic Materials　171854-171854　2024年2月
出版者・発行元： Elsevier BV
DOI： 10.1016/j.jmmm.2024.171854 　

ISSN：0304-8853
Enhanced sensitivity and thermal tolerance in tunnel magnetoresistance sensor using Ta-doped CoFeSiB soft magnetic layer

Takafumi Nakano, Kosuke Fujiwara, Masakiyo Tsunoda, Seiji Kumagai, Mikihiko Oogane

Applied Physics Letters　123　(7)　2023年8月14日
出版者・発行元： AIP Publishing
DOI： 10.1063/5.0162276 　

ISSN：0003-6951

eISSN：1077-3118

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We developed a tunnel magnetoresistance (TMR) sensor consisting of a CoFeB/MgO/CoFeB magnetic tunnel junction (MTJ) and a CoFeSiB amorphous soft magnetic layer. This multilayer structure is promising for a high-sensitivity sensor because a giant TMR ratio of the MTJ and a small anisotropy field Hk of the free layer can be obtained simultaneously. However, the soft magnetic properties of the CoFeSiB layer disappear when it is annealed at above the crystallization temperature (around 300 °C), which determines the thermal tolerance of the TMR sensor and limits improvements to the sensor's sensitivity and applications. In this study, we doped the CoFeSiB layer with various amounts of Ta to raise its crystallization temperature. TMR sensors using the Ta-doped CoFeSiB layers showed thermal tolerance to annealing temperatures above 425 °C, whereas the sensor with the undoped CoFeSiB layer was tolerant to annealing temperatures up to 325 °C. As well, the Ta doping effectively reduced Hk of the CoFeSiB layer, which resulted in a sensitivity of 50%/Oe, over three times higher than the sensor with the undoped CoFeSiB layer. These results pave the way toward next-generation TMR sensors having higher sensitivity and wider applicability.
Tunnel anisotropic magnetoresistance in magnetic tunnel junctions using FeAlSi 査読有り

S. Akamatsu, T. Nakano, Muftah Al-Mahdawi, W. Yupeng, M. Tsunoda, Y. Ando, M. Oogane

AIP Advances　13　(2)　025005　2023年2月1日

DOI： 10.1063/9.0000440 　
Low magnetic damping constant in half-metallic Co2FeAl Heusler alloy thin films grown by molecular beam epitaxy 査読有り

Takayuki Hojo, Nobuki Tezuka, Takafumi Nakano, Masakiyo Tsunoda, Mikihiko Oogane

AIP Advances　13　(2)　025204　2023年2月1日

DOI： 10.1063/9.0000419 　
Compositional dependence of anisotropic magnetoresistance effects in Weyl semimetal Co2MnAl Heusler alloy epitaxial thin films 査読有り

T. Sato, S. Kokado, H. Shinya, M. Tsujikawa, A. Miura, S. Kosaka, T. Ogawa, M. Shirai, M. Tsunoda

Journal of Applied Physics　132　(22)　223907-1-223907-7　2022年12月12日
出版者・発行元： AIP Publishing
DOI： 10.1063/5.0128562 　

ISSN：0021-8979

eISSN：1089-7550

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Anisotropic magnetoresistance (AMR) effect on a Weyl semimetal Co₂MnAl Heusler alloy was experimentally and theoretically investigated by changing the Co content, the direction of electric current against the crystal axis, and the measurement temperature. The experimentally fabricated Co₂MnAl thin films epitaxially grown on a MgO single-crystal substrate showed the positive AMR ratios independent of the Co content, the direction of electric current, and the measurement temperature. The AMR ratios for the direction of electric current along Co₂MnAl[100] were larger than those along Co₂MnAl[110]. The maximum AMR ratios for Co₂MnAl[100] were 0.576% at 5 K and 0.349% at 300 K for a Co content of 47 at. %, which is close to the stoichiometric composition. Furthermore, the theoretical calculations of AMR ratios based on the s-d scattering process of the electrons at the Fermi energy, including the information on the density of states (DOS) obtained from first-principles calculations, exhibited trends similar to the experimental results. Compared with the AMR results of Co₂MnGa[110], we found that the magnitude relation between the partial DOS of the ε and γ orbitals of the d state of Co atoms determined the sign of the AMR ratios. These results suggest that the AMR effect of Weyl semimetal Co₂MnAl can be elucidated by the s-d scattering process of the electrons.
Magnetic tunnel junctions using epitaxially grown FeAlSi electrode with soft magnetic property

Shoma Akamatsu, Mikihiko Oogane, Masakiyo Tsunoda, Yasuo Ando

AIP Advances　12　(7)　075021-075021　2022年7月1日
出版者・発行元： AIP Publishing
DOI： 10.1063/5.0094619 　

eISSN：2158-3226

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Magnetic tunnel junctions (MTJs) with (001)-oriented D0₃-FeAlSi epitaxial films, which have both soft magnetic properties and surface flatness, were fabricated and characterized. A tunnel magnetoresistance (TMR) ratio of 121% was observed, and a relatively low switching field was also confirmed, reflecting the soft magnetic property of FeAlSi. However, the results of the cross-sectional TEM image of the MTJ and the bias dependence of the TMR ratio indicate that the FeAlSi/MgO interface is probably oxidized. Therefore, since an insertion layer at the interface can suppress oxidation and further improve the TMR ratio, MTJs using FeAlSi epitaxial films are promising structures suitable for applications such as MTJ-based magnetic sensors and worthy of further investigation.
Guidelines for attaining optimal soft magnetic properties in FeAlSi films

Shoma Akamatsu, Mikihiko Oogane, Masakiyo Tsunoda, Yasuo Ando

Applied Physics Letters　120　(24)　242406-242406　2022年6月13日
出版者・発行元： AIP Publishing
DOI： 10.1063/5.0086322 　

ISSN：0003-6951

eISSN：1077-3118

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Nm-order FeAlSi epitaxial films with a partially D0₃-ordered structure were grown on MgO substrates, and ideal soft magnetic properties were obtained. We found that the sign of the magnetocrystalline anisotropy constant K₁ changes with increasing annealing temperature for certain FeAlSi compositions. This is caused by a change in the volume balance of the ordered phases with the annealing process and the point at which K₁ ∼ 0 shifts to the Al-rich concentration as the degree of D0₃-ordering decreases. K₁ was precisely measured by ferromagnetic resonance under the optimal condition, and the value of 1.6 × 10² (erg/cc) was obtained, which is comparable to that of bulk. The uniaxial component of the magnetic anisotropy due to magnetostriction was small, and a fourfold symmetric component due to magnetocrystalline anisotropy was dominant.
Theoretical Study on Anisotropic Magnetoresistance Effects of Arbitrary Directions of Current and Magnetization for Ferromagnets: Application to Transverse Anisotropic Magnetoresistance Effect

Satoshi Kokado, Masakiyo Tsunoda

Journal of the Physical Society of Japan　91　(4)　2022年4月15日
出版者・発行元： Physical Society of Japan
DOI： 10.7566/jpsj.91.044701 　

ISSN：0031-9015

eISSN：1347-4073
Observation of unconventional spin-polarization induced spin–orbit torque in L1₂-ordered antiferromagnetic Mn₃Pt thin films

Longjie Yu, Shutaro Karube, Min Liu, Masakiyo Tsunoda, Mikihiko Oogane, Yasuo Ando

Applied Physics Express　15　(3)　033002-033002　2022年3月1日
出版者・発行元： IOP Publishing
DOI： 10.35848/1882-0786/ac52d7 　

ISSN：1882-0778

eISSN：1882-0786

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Abstract Non-collinear antiferromagnets exhibit richer magneto-transport properties compared to nonmagnetic materials due to the topological spin structure they possess, which allows us to manipulate the charge-spin conversion more freely by taking advantage of the chirality. In this work, we explore the unconventional spin–orbit torque of L1₂-ordered Mn₃Pt with a triangular spin structure. We observed an unconventional spin–orbit torque along the x-direction for the (001)-oriented L1₂ Mn₃Pt and found that it has a sign reversal behavior relative to the crystalline orientation. This generation of unconventional spin–orbit torque can be interpreted as stemming from the magnetic spin Hall effect.
Tunnel magnetoresistance in magnetic tunnel junctions with FeAlSi electrode

Shoma Akamatsu, Mikihiko Oogane, Zhenhu Jin, Masakiyo Tsunoda, Yasuo Ando

AIP Advances　11　(4)　2021年4月1日
出版者・発行元： American Institute of Physics Inc.
DOI： 10.1063/5.0041571 　

ISSN：2158-3226
Theoretical study on anisotropic magnetoresistance effect for weak ferromagnets with a crystal field of tetragonal symmetry 査読有り

33　1864-1868　2020年6月
出版者・発行元：
DOI： 10.1016/j.matpr.2020.05.224 　

ISSN：2214-7853
Large spin signals in n+ -Si/MgO/ Co2Fe0.4Mn0.6Si lateral spin-valve devices 査読有り

T. Koike, M. Oogane, M. Tsunoda, Y. Ando

127　(8)　085306-1-085306-8　2020年2月
Fabrication and evaluation of highly c-plane oriented Mn3Sn thin films 査読有り

T. Ikeda, M. Tsunoda, M. Oogane, S. Oh, T. Morita, Y. Ando

AIP Advances　10　015310-1-015310-5　2020年1月
Fabrication of soft-magnetic FeAlSi thin films with nm-order thickness for the free layer of magnetic tunnel junction based sensors 査読有り

S. Akamatsu, M. Oogane, M. Tsunoda, Y. Ando

AIP Advances　10　015302-1-015302-4　2020年1月
Composition dependence of the secondorder interfacial magnetic anisotropy for MgO/CoFeB/Ta films 査読有り

T. Ogasawara, M. Oogane, M. Al-Mahdawi, M. Tsunoda, Y. Ando

AIP Advances　9　125053-1-125053-5　2019年12月
Polycrystalline Co2Fe0.4Mn0.6Si Heusler alloy thin films with high B2 ordering and small magnetic anisotropy for magnetic tunnel junction based sensors 査読有り

N. Kudo, M. Oogane, M. Tsunoda, Y. Ando

AIP Advances　9　125036-1-125036-4　2019年12月
Effect of second-order magnetic anisotropy on nonlinearity of conductance in CoFeB/MgO/CoFeB magnetic tunnel junction for magnetic sensor devices 査読有り

T. Ogasawara, M. Oogane, M. Al-Mahdawi, M. Tsunoda, Y. Ando

Scientific Reports　9　17018-1-17018-9　2019年11月
Composition dependence of exchange anisotropy in PtxMn100−x/CoyFe100-y films 査読有り

S. Ranjbar, M. Tsunoda, M. Al-Mahdawi, M. Oogane, Y. Ando

IEEE Magnetics Letters　10　4505905-1-4505905-5　2019年10月
Signs of anisotropic magnetoresistance in Co2MnGa Heusler alloy epitaxial thin films based on current direction 査読有り

T. Sato, S. Kokado, M. Tsujikawa, T. Ogawa, S. Kosaka, M. Shirai, M. Tsunoda

Applied Physics Express　12　(10)　103005-1-103005-5　2019年9月
Improvement of Large Anomalous Hall Effect in Polycrystalline Antiferromagnetic Mn3+xSn Thin Films 査読有り

T. Ikeda, M. Tsunoda, M. Oogane, S. Oh, T. Morita, Y. Ando

IEEE Transactions on Magnetics　55　2501704-1-2501704-4　2019年6月
In-plane and perpendicular exchange bias effect induced by an antiferromagnetic D019 Mn2FeGa thin film 査読有り

T. Ogasawara, E. Jackson, M. Tsunoda, Y. Ando, A. Hirohata

Journal of Magnetism and Magnetic Materials　484　307-312　2019年4月
Composition dependence of exchange anisotropy in PtxMn1−x/Co70Fe30 films 査読有り

S. Ranjbar, M. Tsunoda, M. Oogane, Y. Ando

Japanese Journal of Applied Physics　58　(4)　043001-1-043001-5　2019年3月
Structure and magnetism of c-plane oriented Mn50(Te50-xSbx) epitaxial thin films with NiAs-type structure 査読有り

Y. Ashizawa, S. Saito, M. Tsunoda, M. Takahashi

Journal of Magnetics Society of Japan　43　(2)　21-24　2019年3月
Controlled growth and magnetic property of a-plane-oriented Mn3Sn thin films 査読有り

Seungjun Oh, Tadashi Morita, Tomoki Ikeda, Masakiyo Tsunoda, Mikihiko Oogane, Yasuo Ando

AIP Advances　9　035109-1-035109-4　2019年3月
Theoretical Study on Anisotropic Magnetoresistance Effects of I // [100], I // [110], and I // [001] for Ferromagnets with a Crystal Field of Tetragonal Symmetry 査読有り

Satoshi Kokado, Masakiyo Tsunoda

Journal of the Physical Society of Japan　88　(3)　034706-1-034706-17　2019年2月
Erratum II: “Twofold and fourfold symmetric anisotropic magnetoresistance effect in a model with crystal field” (Journal of the Physical Society of Japan(2015)84 (094710)Doi:10.7566/JPSJ.84.094710)

Satoshi Kokado, Masakiyo Tsunoda

Journal of the Physical Society of Japan　88　(6)　2019年
出版者・発行元： Physical Society of Japan
DOI： 10.7566/JPSJ.88.068001 　

ISSN：1347-4073 0031-9015
Anomalous Hall effect in polycrystalline Mn3Sn thin films 査読有り

T. Ikeda, M. Tsunoda, M. Oogane, S. Oh, T. Morita, Y. Ando

Applied Physics Letters　113　(22)　222405-1-222405-5　2018年11月
Effects of annealing temperature on sensing properties of magnetic-tunnel-junction-based sensors with perpendicular synthetic antiferromagnetic Co/Pt pinned layer 査読有り

T. Ogasawara, M. Oogane, M. Tsunoda, Y. Ando

Japanese Journal of Applied Physics　57　(11)　110308-1-110308-4　2018年10月
Epitaxial L10-MnAl Thin Films With High Perpendicular Magnetic Anisotropy and Small Surface Roughness 査読有り

M. S. Parvin, M. Oogane, M. Kubota, M. Tsunoda, Y. Ando

IEEE Transactions on Magnetics　54　(11)　3401704-1-3401704-4　2018年10月
Large negative anisotropic magnetoresistance in Co2MnGa Heusler alloy epitaxial thin films 査読有り

T. Sato, S. Kokado, S. Kosaka, T. Ishikawa, T. Ogawa, M. Tsunoda

Applied Physics Letters　113　(11)　112407-1-112407-5　2018年9月
Large exchange coupling field in perpendicular synthetic antiferromagnetic structures with CoPt alloy 査読有り

T. Ogasawara, M. Oogane, M. Tsunoda, Y. Ando

Japanese Journal of Applied Physics　57　(8)　088004-1-088004-3　2018年8月

DOI： 10.1063/1.5027768 　
Low magnetic damping and large negative anisotropic magnetoresistance in half-metallic Co2-xMn1+xSi Heusler alloy films grown by molecular beam epitaxy 査読有り

M. Oogane, A. P. McFadden, K. Fukuda, M. Tsunoda, Y. Ando, C. J. Palmstrøm

Applied Physics Letters　1112　(26)　262407-1-262407-5　2018年6月
Fourfold symmetric anisotropic magnetoresistance in half-metallic Co2MnSi Heusler alloy thin films 査読有り

M. Oogane, A. P. McFadden, Y. Kota, T. L. Brown-Heft, M. Tsunoda, Y. Ando, C. J. Palmstrøm

Japanese Journal of Applied Physics　57　(6)　063001-1-063001-4　2018年5月
Determination of the element-specific complex permittivity using a soft x-ray phase modulator 査読有り

Y. Kubota, Y. Hirata, J. Miyawaki, S. Yamamoto, H. Akai, R. Hobara, Sh. Yamamoto, K. Yamamoto, T. Someya, K. Takubo, Y. Yokoyama, M. Araki, M. Taguchi, Y. Harada, H. Wadati, M. Tsunoda, R. Kinjo, A. Kagamihata, T. Seike, M. Takeuchi, T. Tanaka, S. Shin, I. Matsuda

PHYSICAL REVIEW B　96　(21)　214417-1-214417-6　2017年12月

DOI： 10.1103/PhysRevB.96.214417 　

ISSN：2469-9950

eISSN：2469-9969
Optical control pf magnetization dynamics in Ge-Fe-Co films with different compositions 査読有り

Takuo Ohkochi, Hidenori Fujiwara, Masato Kotsugi, Hirokazu Takahashi, Roman Adam, Akira Sekiyama, Tetsuya Nakamura, Arata Tsukamoto, Claus M. Schneider, Hiroto Kuroda, Elvis F. Arguelles, Mamoru Sakaue, Hideaki Kasai, Masakiyo Tsunoda, Shigemasa Suga, Toyohiko Kinoshita

APPLIED PHYSICS EXPRESS　10　(10)　103002-1-103002-4　2017年10月

DOI： 10.7567/APEX.10.103002 　

ISSN：1882-0778

eISSN：1882-0786
L-edge resonant magneto-optical Kerr effect of a buried Fe nanofilm 査読有り

Y. Kubota, M. Taguchi, H. Akai, Sh. Yamamoto, T. Someya, Y. Hirata, K. Takubo, M. Araki, M. Fujisawa, K. Yamamoto, Y. Yokoyama, S. Yamamoto, M. Tsunoda, H. Wadati, S. Shin, I. Matsuda

PHYSICAL REVIEW B　96　(13)　134432-1-134432-6　2017年10月

DOI： 10.1103/PhysRevB.96.134432 　

ISSN：2469-9950

eISSN：2469-9969
Polarization dependence of resonant magneto-optical Kerr effect measured by two types of figure-8 undulators 査読有り

Y. Kubota, Sh. Yamamoto, T. Someya, Y. Hirata, K. Takubo, M. Araki, M. Fujisawa, K. Yamamoto, Y. Yokoyama, M. Taguchi, S. Yamamoto, M. Tsunoda, H. Wadati, S. Shin, I. Matsuda

JOURNAL OF ELECTRON SPECTROSCOPY AND RELATED PHENOMENA　220　17-20　2017年10月

DOI： 10.1016/j.elspec.2016.11.008 　

ISSN：0368-2048

eISSN：1873-2526
Correction to: Anisotropic magnetoresistance effect of a strong ferromagnet: magnetization direction dependence in a model with crystal field: Anisotropic magnetoresistance effect of a strong ferromagnet: magnetization direction dependence in a model with crystal field (physica status solidi (c), (2014), 11, 5-6, (1026-1032), 10.1002/pssc.201300736) 査読有り

Satoshi Kokado, Masakiyo Tsunoda

Physica Status Solidi (C) Current Topics in Solid State Physics　14　(9)　2017年9月1日
出版者・発行元： Wiley-VCH Verlag
DOI： 10.1002/pssc.201700218 　

ISSN：1610-1642 1862-6351
Magneto-transport properties of pseudo-single-crystal Mn4N thin films 査読有り

Kazuki Kabara, Masakiyo Tsunoda, Satoshi Kokado

AIP ADVANCES　7　(5)　056416-1-056416-6　2017年5月

DOI： 10.1063/1.4974065 　

ISSN：2158-3226
Negative anisotropic magnetoresistance resulting from minority spin transport in NixFe4-xN (x=1 and 3) epitaxial films 査読有り

Fumiya Takata, Kazuki Kabara, Keita Ito, Masakiyo Tsunoda, Takashi Suemasu

JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　121　(2)　023903-1-023903-5　2017年1月

DOI： 10.1063/1.4974002 　

ISSN：0021-8979

eISSN：1089-7550
Spin polarization ratios of resistivity and density of states estimated from anisotropic magnetoresistance ratio for nearly half-metallic ferromagnets 査読有り

Satoshi Kokado, Yuya Sakuraba, Masakiyo Tsunoda

JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　55　(10)　108004-1-108004-3　2016年10月

DOI： 10.7567/JJAP.55.108004 　

ISSN：0021-4922

eISSN：1347-4065
逆ペロブスカイト型遷移金属窒化物薄膜の電流磁気効果査読有り

責任著者, 角田匡清, 共著者, 角田匡清, 鹿原和樹, 古門聡士

まぐね(Magnetics Japan)　11　(3)　125-132　2016年6月
出版者・発行元：日本応用磁気学会
ISSN：1880-7208
Anomalous Hall effects in pseudo-single-crystal gannma’-Fe4N thin films 査読有り

K. Kabara, M. Tsunoda, S. Kokado

AIP Advances　6　(5)　055801-1-055801-5　2016年5月

DOI： 10.1063/1.4942550 　

ISSN：2158-3226
Transverse anisotropic magnetoresistance effects in pseudo-single-crystal gamma’-Fe4N thin films 査読有り

K. Kabara, M. Tsunoda, S. Kokado

AIP Advances　6　(5)　055818-1-055818-5　2016年5月

DOI： 10.1063/1.4943923 　

ISSN：2158-3226
Perpendicular magnetic anisotropy in CoxMn4-xN (x=0 and 0.2) epitaxial films and possibility of tetragonal Mn4N phase 査読有り

Keita Ito, Yoko Yasutomi, Kazuki Kabara, Toshiki Gushi, Soma Higashikozono, Kaoru Toko, Masakiyo Tsunoda, Takashi Suemasu

AIP ADVANCES　6　(5)　056201-1-056201-6　2016年5月

DOI： 10.1063/1.4942548 　

ISSN：2158-3226
Enhanced inverse spin-Hall voltage in (001) oriented Fe4N/Pt polycrystalline films without contribution of planar-Hall effect 査読有り

Shinji Isogami, Masakiyo Tsunoda

JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　55　(4)　043001-1-043001-5　2016年4月

DOI： 10.7567/JJAP.55.043001 　

ISSN：0021-4922

eISSN：1347-4065
偏光変調型軟X線光源による鉄系磁性体の磁気光学効果の研究

久保田雄也, 田口宗孝, 平田靖透, 保原麗, 山本真吾, 染谷隆史, 横山優一, 山本航平, 田久保耕, 荒木実穂子, 山本達, 宮脇淳, 藤澤正美, 原田慈久, 角田匡清, 和達大樹, 辛埴, 松田巌

日本物理学会講演概要集　71　1273-1273　2016年
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
DOI： 10.11316/jpsgaiyo.71.2.0_1273 　

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SPring-8 BL07LSUにて分割型クロスアンジュレータと電磁石位相器を組み合わせ、唯一の軟X線高速連続偏光変調光源を実現した。さらにその光源を用いた軟X線領域における光学遅延変調法を世界で初めて開発した。この手法は磁性体の磁気円二色性（MCD）と旋光性を同時にかつ高精度に測定できる。本講演では新規光源と手法の詳細を述べると共に、それを用いた鉄系磁性体のMCD及び磁気光学カー効果（MOKE）測定の結果を報告する。
Twofold and Fourfold Symmetric Anisotropic Magnetoresistance Effect in a Model with Crystal Field 査読有り

Satoshi Kokado, Masakiyo Tsunoda

JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN　84　(9)　094710-1-094710-18　2015年9月

DOI： 10.7566/JPSJ.84.094710 　

ISSN：0031-9015
Fabrication of a Current-Perpendicular to Plane Magneto-resistive Device with a Dry Ice Blasting Lift-off Process 査読有り

K. Miyake, Y. Hisatsune, M. Tsunoda, M. Sahashi

Journal of Magnetics Society of Japan　39　(3)　107-110　2015年6月

DOI： 10.3379/msjmag.1504R002 　
Perpendicular magnetic anisotropy of Mn4N films fabricated by reactive sputtering method 査読有り

Kazuki Kabara, Masakiyo Tsunoda

JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　117　(17)　17B512-1-17B512-4　2015年5月

DOI： 10.1063/1.4913730 　

ISSN：0021-8979

eISSN：1089-7550
Mossbauer study on epitaxial CoxFe4-xN films grown by molecular beam epitaxy 査読有り

Keita Ito, Tatsunori Sanai, Yoko Yasutomi, Toshiki Gushi, Kaoru Toko, Hideto Yanagihara, Masakiyo Tsunoda, Eiji Kita, Takashi Suemasu

JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　117　(17)　17B717-1-17B717-4　2015年5月

DOI： 10.1063/1.4914342 　

ISSN：0021-8979

eISSN：1089-7550
Fabrication of MgAl2O4 tunnel barrier by radio frequency-sputtering method and magnetoresistance effect through it with Fe or Fe4N ferromagnetic electrode 査読有り

Masakiyo Tsunoda, Ryoichi Chiba, Kazuki Kabara

JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　117　(17)　17D703-1-17D703-4　2015年5月

DOI： 10.1063/1.4906762 　

ISSN：0021-8979

eISSN：1089-7550
16pCE-8 偏光制御型軟X線光源による鉄磁性ナノ薄膜のL端共鳴磁気光学効果の研究

久保田雄也, 田口宗孝, 山本真吾, 染谷隆史, 津山智之, 伊藤俊, 田久保耕, 平田靖透, 山本達, 宮脇淳, 荒木実穂子, 角田匡清, 原田慈久, 大門寛, 和達大樹, 松田巌

日本物理学会講演概要集　70　1174-1174　2015年
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
DOI： 10.11316/jpsgaiyo.70.2.0_1174 　

ISSN：2189-079X
Fe_4N擬単結晶薄膜の異方性磁気抵抗効果と異常ホール効果(ヘッド・スピントロニクス,一般)

角田匡清, 鹿原和樹, 古門聡士

映像情報メディア学会技術報告　39　11-14　2015年
出版者・発行元：一般社団法人映像情報メディア学会
DOI： 10.11485/itetr.39.37.0_11 　

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逆ペロブスカイト型遷移金属窒化物であるFe_4Nはキュリー温度761Kの強磁性体であり,FeとNの電子軌道混成に因りフェルミ準位での多数スピン電子の状態密度が小さくなることから特異な磁気伝導特性を示し,高スピン分極を示すスピントロニクス材料として注目されている.本講演ではFe_4N擬単結晶薄膜の異方性磁気抵抗効果ならびに異常ホール効果について,50K以下の低温で両効果に認められる異常について報告し,電子論的な散乱理論による解析を踏まえて,その起源について議論する.
Sign of the spin-polarization in cobalt-iron nitride films determined by the anisotropic magnetoresistance effect 査読有り

Keita Ito, Kazuki Kabara, Tatsunori Sanai, Kaoru Toko, Yoji Imai, Masakiyo Tsunoda, Takashi Suemasu

JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　116　(5)　053912-1-053912-7　2014年8月

DOI： 10.1063/1.4892179 　

ISSN：0021-8979

eISSN：1089-7550
Dependence of Magnetic Damping on Temperature and Crystal Orientation in Epitaxial Fe4N Thin Films 査読有り

S. Isogami, M. Tsunoda, M. Oogane, A. Sakuma, M. Takahashi

Journal of Magnetics Society of Japan　38　(4)　162-168　2014年7月
出版者・発行元： The Magnetics Society of Japan
DOI： 10.3379/msjmag.1406R001 　

ISSN：1882-2924

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In-plane and out-of-plane ferromagnetic resonance (FMR) were used to investigate the intrinsic magnetic damping constant (α) in epitaxial Fe₄N thin films deposited on MgO substrates. The dependence of α on temperature was evaluated from room temperature (RT) to 4 K. The external magnetic field (H) of FMR was applied in two directions, i.e., [100] and [110], of the Fe₄N lattice. Anisotropic α was observed from RT to 4 K. Moreover, the α for H // [100] exceeded the α for H // [110] at 180 K. Numerical calculations of α for bulk Fe₄N revealed the same behavior as that in the experiments. The temperature dependence of anisotropic α was explained by the changes in the electronic band structure depending on the directions of magnetization.
Annealing effects on nitrogen site ordering and anisotropic magnetoresistance in pseudo-single-crystal γ’-Fe4N films 査読有り

K. Kabara, M. Tsunoda, S. Kokado

Applied Physics Express　7　(6)　063003-1-063003-4　2014年6月

DOI： 10.7567/APEX.7.063003 　

ISSN：1882-0778

eISSN：1882-0786
Observation of a giant Kerr rotation in a ferromagnetic transition metal by M-edge resonant magneto-optic Kerr effect 査読有り

Sh. Yamamoto, M. Taguchi, M. Fujisawa, R. Hobara, S. Yamamoto, K. Yaji, T. Nakamura, K. Fujikawa, R. Yukawa, T. Togashi, M. Yabashi, M. Tsunoda, S. Shin, I. Matsuda

PHYSICAL REVIEW B　89　(6)　064423-1-064423-6　2014年2月

DOI： 10.1103/PhysRevB.89.064423 　

ISSN：1098-0121

eISSN：1550-235X
Determination of Thermal Stability of Magnetic Tunnel Junction Using Time-Resolved Single-Shot Measurement 査読有り

C. T. Chao, C. Y. Kuo, Lance Horng, M. Tsunoda, M. Takahashi, J. C. Wu

IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS　50　(1)　1401204-1-1401204-4　2014年1月

DOI： 10.1109/TMAG.2013.2276418 　

ISSN：0018-9464

eISSN：1941-0069
Anisotropic magnetoresistance effect of a strong ferromagnet: magnetization direction dependence in a model with crystal field 査読有り

Satoshi Kokado, Masakiyo Tsunoda

PHYSICA STATUS SOLIDI C: CURRENT TOPICS IN SOLID STATE PHYSICS, VOL 11, NO 5-6　11　(5-6)　1026-1032　2014年

DOI： 10.1002/pssc.201300736 　

ISSN：1862-6351
The Enhancement of Magnetic Damping in Fe4N Films with Increasing Thickness 査読有り

Shinji Isogami, Masakiyo Tsunoda, Mikihiko Oogane, Akimasa Sakuma, Migaku Takahashi

JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　52　(7)　073001-1-073001-3　2013年7月

DOI： 10.7567/JJAP.52.073001 　

ISSN：0021-4922
Enhancement of Spin Pumping Efficiency in Fe4N/Pt Bilayer Films 査読有り

Shinji Isogami, Masakiyo Tsunoda, Mikihiko Oogane, Akimasa Sakuma, Migaku Takahasi

APPLIED PHYSICS EXPRESS　6　(6)　063004-1-063004-4　2013年6月

DOI： 10.7567/APEX.6.063004 　

ISSN：1882-0778
Studies on spintronics-related thin films using synchrotron-radiation-based Mössbauer spectroscopy 査読有り

K. Mibu, M. Seto, T. Mitsui, Y. Yoda, R. Masuda, S. Kitao, Y. Kobayashi, E. Suharyad, M. Tanaka, M. Tsunoda, H. Yanagihara, E. Kita

Hyperfine Interact　217　(1-3)　127-135　2013年4月

DOI： 10.1007/s10751-012-0734-0 　

ISSN：0304-3843

eISSN：1572-9540
Direction and Size of Ir Magnetic Moment Induced in MnIr/Co1-xFex Exchange Bias Bilayers from Resonant X-ray Magnetic Scattering Experiments at the Ir L-3 Absorption Edge 査読有り

Nobuyoshi Hosoito, Kenji Kodama, Ryuichiro Yamagishi, Hirokazu Takahashi, Yohei Kota, Akimasa Sakuma, Masakiyo Tsunoda

JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN　82　(3)　034711-1-034711-7　2013年3月

DOI： 10.7566/JPSJ.82.034711 　

ISSN：0031-9015
Anisotropic magnetoresistance effect: General expression of AMR ratio and intuitive explanation for sign of AMR ratio 査読有り

Satoshi Kokado, Masakiyo Tsunoda

Advanced Materials Research　750-752　978-982　2013年

DOI： 10.4028/www.scientific.net/AMR.750-752.978 　

ISSN：1022-6680
Magnetotransport properties of dual MgO barrier magnetic tunnel junctions consisting of CoFeB/FeNiSiB/CoFeB free layers 査読有り

D. K. Kim, J. U. Cho, B. S. Chun, K. H. Shin, K. J. Lee, M. Tsunoda, M. Takahashi, Y. K. Kim

APPLIED PHYSICS LETTERS　101　(23)　232401-1-232401-4　2012年12月

DOI： 10.1063/1.4768931 　

ISSN：0003-6951
Perpendicular Exchange Anisotropy in Mn-Ir/Fe-Co/[Pt/Co](4) Multilayers 査読有り

Hirokazu Takahashi, Masakiyo Tsunoda, Migaku Takahashi

IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS　48　(11)　4347-4350　2012年11月

DOI： 10.1109/TMAG.2012.2196760 　

ISSN：0018-9464
Mn-Ir/[Co/Pt]n積層膜における磁化の熱揺らぎが垂直交換磁気異方性に与える影響査読有り

高橋宏和, 角田匡清, 高橋研

Journal of Magnetics Society of Japan　36　(5)　313-317　2012年9月1日
出版者・発行元： The Magnetics Society of Japan
DOI： 10.3379/msjmag.1207R001 　

ISSN：1882-2924

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The dependence of perpendicular exchange anisotropy on the thickness of the ferromagnetic (FM) layer in Mn-Ir / [Co/Pt]_n multilayers was investigated. The dependencies on temperature of saturation magnetization, M_s, in [Co / Pt]_n multilayers having Co and Pt layers of various thicknesses were examined. The rate of decrease of M_s against temperature was large for thin-Co (< 1 nm) or thick-Pt layers ( > 1 nm), which indicates that thermal fluctuations in magnetization were significant. The unidirectional anisotropy constant, J_K, was reduced with the decreasing thickness of the interfacial Co layer in contact with the Mn-Ir layer. This suggested that perpendicular exchange bias was degraded by thermal fluctuations in FM magnetization during thermal annealing. The dependencies of J_K on the thicknesses of the Pt layer and inner Co layer could be also described by the thermal fluctuations in the magnetization of the FM layer.
An atomic model calculation of exchange anisotropy and uncompensated spin element in antiferromagnetic layer: An effect of exchange coupling with various ferromagnetic materials 査読有り

C. Mitsumata, M. Tsunoda, H. Takahashi, A. Sakuma

EPL　99　(4)　47006-p1-47006-p4　2012年8月

DOI： 10.1209/0295-5075/99/47006 　

ISSN：0295-5075
Microscopic and Spectroscopic Studies of Light-Induced Magnetization Switching of GdFeCo Facilitated by Photoemission Electron Microscopy 査読有り

Takuo Ohkochi, Hidenori Fujiwara, Masato Kotsugi, Arata Tsukamoto, Kuniaki Arai, Shinji Isogami, Akira Sekiyama, Jun'ichi Yamaguchi, Kazuaki Fukushima, Roman Adam, Claus M. Schneider, Tetsuya Nakamura, Kenji Kodama, Masakiyo Tsunoda, Toyohiko Kinoshita, Shigemasa Suga

JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　51　(7)　073001-1-073001-5　2012年7月

DOI： 10.1143/JJAP.51.073001 　

ISSN：0021-4922

eISSN：1347-4065
Disturbance-Free Observation of the Barkhausen Effet in Co/Pt Multilayer by X-ray Fourier Transform Holography 査読有り

M. Suzuki, T. Nakamura, K. Nomura, S. Isogami, N. Awaji, M. Oura, E. Matsubara, T. Ishikawa, M. Tsunoda

Journal of Magnetics Society of Japan　36　(4)　304-307　2012年7月

DOI： 10.3379/msjmag.1206R005 　
Negative Anisotropic Magnetoresistance in γ’-Fe4N Epitaxial Films on SrTiO3(001) Grown by Molecular Beam Epitaxy 査読有り

K. Ito, K. Kabara, H. Takahashi, T. Sanai, K. Toko, T. Suemasu, M. Tsunoda

Japanese Journal of Applied Physics　51　(6)　068001-1-068001-2　2012年6月

DOI： 10.1143/JJAP.51.068001 　

ISSN：0021-4922
Transport and switching behaviors in magnetic tunnel junctions consisting of CoFeB/FeNiSiB hybrid free layers 査読有り

D. H. Kim, D. K. Kim, J. U. Cho, S. Y. Park, S. Isogami, M. Tsunoda, M. Takahashi, E. E. Fullerton, Y. K. Kim

JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　111　(9)　093913-1-093913-4　2012年5月

DOI： 10.1063/1.4709738 　

ISSN：0021-8979

eISSN：1089-7550
Current-induced switching of exchange bias in nano-scaled magnetic tunnel junctions with a synthetic antiferromagnetic pinned layer 査読有り

C. T. Chao, C. Y. Kuo, Lance Horng, M. Tsunoda, M. Takahashi, J. C. Wu

JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　111　(7)　07B103-1-07B103-3　2012年4月

DOI： 10.1063/1.3673811 　

ISSN：0021-8979

eISSN：1089-7550
Anisotropic Magnetoresistance Effects in Fe, Co, Ni, Fe4N, and Half-Metallic Ferromagnet: A Systematic Analysis 査読有り

Satoshi Kokado, Masakiyo Tsunoda, Kikuo Harigaya, Akimasa Sakuma

JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN　81　(2)　024705-1-024705-17　2012年2月

DOI： 10.1143/JPSJ.81.024705 　

ISSN：0031-9015
Uncompensated antiferromagnetic moments in Mn-Ir/FM (FM =Ni-Co, Co-Fe, Fe-Ni) bilayers: Compositional dependence and its origin 査読有り

Hirokazu Takahashi, Yohei Kota, Masakiyo Tsunoda, Tetsuya Nakamura, Kenji Kodama, Akimasa Sakuma, Migaku Takahashi

JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　110　(12)　123920-1-123920-9　2011年12月

DOI： 10.1063/1.3672450 　

ISSN：0021-8979

eISSN：1089-7550
Soft X-ray Magnetic Circular Dichroism of a CoFe/MnIr Exchange Bias Film under Pulsed High Magnetic Field 査読有り

Tetsuya Nakamura, Yasuo Narumi, Toko Hirono, Misaki Hayashi, Kenji Kodama, Masakiyo Tsunoda, Shinji Isogami, Hirokazu Takahashi, Toyohiko Kinoshita, Koichi Kindo, Hiroyuki Nojiri

APPLIED PHYSICS EXPRESS　4　(6)　066602-1-066602-3　2011年6月

DOI： 10.1143/APEX.4.066602 　

ISSN：1882-0778
Current-in-plane Tunneling Measurement through Patterned Contacts on Top Surfaces of Magnetic Tunnel Junctions 招待有り査読有り

Ching-Ming Lee, Lin-Xiu Ye, Jia-Mou Lee, Yu-Cyun Lin, Chao-Yuan Huang, J. C. Wu, Masakiyo Tsunoda, Migaku Takahashi, Te-ho Wu

JOURNAL OF MAGNETICS　16　(2)　169-172　2011年6月

DOI： 10.4283/JMAG.2011.16.2.169 　

ISSN：1226-1750
Coupling strength with off-axial external field in magnetic tunnel junction cells 査読有り

C. T. Chao, C. Y. Kuo, C. C. Chen, Lance Horng, Y. J. Chang, Te-Ho Wu, S. Isogami, M. Tsunoda, M. Takahashi, J. C. Wu

JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　109　(7)　07B911-1-07B911-3　2011年4月

DOI： 10.1063/1.3560047 　

ISSN：0021-8979
Investigation on the Exchange Coupling Properties of Ring-Shaped MnIr/CoFe Bilayers 査読有り

C. C. Chen, M. H. Shiao, Y. C. Lin, H. M. Tsai, C. Y. Kuo, Lance Horng, J. C. Wu, S. Isogami, M. Tsunoda, M. Takahashi

IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS　47　(3)　620-623　2011年3月

DOI： 10.1109/TMAG.2010.2100370 　

ISSN：0018-9464
Development of Scanning-Type X-ray Fourier Transform Holography 査読有り

K. Nomura, N. Awaji, S. Doi, S. Isogami, K. Kodama, T. Nakamura, M. Suzuki, M. Tsunoda

10TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON X-RAY MICROSCOPY　1365　277-280　2011年

DOI： 10.1063/1.3625358 　

ISSN：0094-243X
Hard X-ray Fourier Transform Holography Using a Reference Scatterer Fabricated by Electron-Beam-Assisted Chemical-Vapor Deposition 査読有り

M. Suzuki, Y. Kondo, S. Isogami, M. Tsunoda, S. Takahashi, S. Ishio

10TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON X-RAY MICROSCOPY　1365　293-296　2011年

DOI： 10.1063/1.3625362 　

ISSN：0094-243X
X-ray Fourier transform holography using separated holography-mask 査読有り

N. Awaji, K. Nomura, S. Doi, S. Isogami, M. Tsunoda, K. Kodama, M. Suzuki, T. Nakamura

Diamond Light Source Proceedings　1　({SRMS}-7)　2010年11月
出版者・発行元： Cambridge University Press ({CUP})
DOI： 10.1017/s204482011000047x 　

ISSN：2044-8201
Influence of frequency and DC bias on magneto-impedance behaviors in double-MgO magnetic tunnel junctions 査読有り

K. M. Kuo, C. Y. Lin, C. T. Lin, G. Chern, C. T. Chao, Lance Horng, J. C. Wu, Teho Wu, C. Y. Huang, H. Ohyama, S. Isogami, M. Tsunoda, M. Takahashi

SOLID STATE COMMUNICATIONS　150　(37-38)　1856-1859　2010年10月

DOI： 10.1016/j.ssc.2010.06.008 　

ISSN：0038-1098
Large Area Imaging by Fourier Transform Holography Using Soft and Hard X-rays 査読有り

Naoki Awaji, Kenji Nomura, Shuuichi Doi, Shinji Isogami, Masakiyo Tsunoda, Kenji Kodama, Motohiro Suzuki, Tetsuya Nakamura

APPLIED PHYSICS EXPRESS　3　(8)　085201-1-085201-3　2010年8月

DOI： 10.1143/APEX.3.085201 　

ISSN：1882-0778
Linear correlation between uncompensated antiferromagnetic spins and exchange bias in Mn-Ir/Co100-xFex bilayers 査読有り

Masakiyo Tsunoda, Hirokazu Takahashi, Tetsuya Nakamura, Chiharu Mitsumata, Shinji Isogami, Migaku Takahashi

APPLIED PHYSICS LETTERS　97　(7)　072501-1-072501-3　2010年8月

DOI： 10.1063/1.3479500 　

ISSN：0003-6951
Fe4N/MgO/CoFeB強磁性トンネル接合の磁気抵抗効果の温度依存性査読有り

駒崎洋亮, 角田匡清, 磯上慎二, 陳哲勤, 高橋研

Journal of Magnetics Society of Japan　34　(4)　524-528　2010年7月
出版者・発行元： The Magnetics Society of Japan
DOI： 10.3379/msjmag.1006R008 　

ISSN：1882-2924

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We investigated the dependence of transport properties of Fe₄N/MgO/CoFeB-magnetic tunnel junctions (MTJs) on temperature. In antiparallel configurations of magnetizations of Fe₄N and CoFeB layers, a convex shaped peak was observed on the differential conductance curve as a function of bias voltage and it became clearer with decreasing temperature. The bias voltage (V_B) of ∼ -200 mV, where the peak was observed, corresponded to the energy where a sharp peak exists in the density of states (DOS) of the minority spin band of Fe₄N. The shape of the differential conductance curves suggested that the contribution of Δ₁ electron tunneling is not significant to total conductance in the Fe₄N/MgO/CoFeB-MTJs differently from that in CoFeB/MgO/CoFeB-MTJs, even though they have a similar crystallized MgO-barrier layer. The asymmetric shape of the dependence of the tunnel magnetoresistance (TMR) ratio on bias voltage did not change in a temperature range from 6 K to 300 K, but the absolute value of the maximum TMR ratio was monotonically increased from 76 % at 300 K to 103 % at 6K. Spin polarization of Fe₄N DOS at the Fermi level was estimated to be -0.5 from the present TMR ratio near zero bias and this was close to the theoretical value of -0.6.
Temperature Dependence of Electrical Transport and Magnetization Reversal in Magnetic Tunnel Junction 査読有り

Chien-Tu Chao, Che-Chin Chen, Cheng-Yi Kuo, Cen-Shawn Wu, Lance Horng, Shinji Isogami, Masakiyo Tsunoda, Migaku Takahashi, Jong-Ching Wu

IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS　46　(6)　2195-2197　2010年6月

DOI： 10.1109/TMAG.2010.2045354 　

ISSN：0018-9464
γ-Mn-Ir/Fe-Co-Ni積層膜の交換磁気異方性と強磁性層結晶構造との相関査読有り

高橋宏和, 角田匡清, 三俣千春, 高橋研

Journal of Magnetics Society of Japan　34　(3)　285-288　2010年5月
出版者・発行元： The Magnetics Society of Japan
DOI： 10.3379/msjmag.1003R042 　

ISSN：1882-2924

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The unidirectional anisotropy constant, J_K, of γ-Mn-Ir / FM (FM = Fe-Co-Ni) bilayers was investigated by systematically changing the composition of the Fe-Co-Ni layers. The FM layers were grown in the crystal structures corresponding to their composition on the (111)-oriented face centered cubic (fcc) Mn-Ir layer. J_K was significantly changed around the phase boundary of the FM layer between the body-centered cubic (bcc) phase and fcc-phase. The experimental results revealed a general feature where bcc-structured FM layers were more likely to induce stronger exchange anisotropy than fcc-structured FM layers. The J_K values and the lattice mismatch between the Mn-Ir layer and the FM layer were increased with increasing Co concentration in the bcc-FM region. The dependence of J_K on FM composition have been explained qualitatively with lattice distortion at the interface between the Mn-Ir and FM layers.
Time-resolved hard X-ray magnetic microprobe at SPring-8 査読有り

Motohiro Suzuki, Naomi Kawamura, Hitoshi Osawa, Masafumi Takagaki, Kanta Ono, Toshiaki Taniuchi, Shinji Isogami, Masakiyo Tsunoda

SRI 2009: THE 10TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON SYNCHROTRON RADIATION INSTRUMENTATION　1234　129-+　2010年

DOI： 10.1063/1.3463157 　

ISSN：0094-243X
Inverse Current-Induced Magnetization Switching in Magnetic Tunnel Junctions with Fe4N Free Layer 査読有り

Shinji Isogami, Masakiyo Tsunoda, Yosuke Komasaki, Akimasa Sakuma, Migaku Takahasi

APPLIED PHYSICS EXPRESS　3　(10)　103002-1-103002-3　2010年

DOI： 10.1143/APEX.3.103002 　

ISSN：1882-0778

eISSN：1882-0786
Anomalous Anisotropic Magnetoresistance in Pseudo-Single-Crystal gamma’-Fe4N Films 査読有り

M. Tsunoda, H. Takahashi, S. Kokado, Y. Komasaki, A. Sakuma, M. Takahashi

Applied Physics Express　3　(11)　113003-1-113003-3　2010年

DOI： 10.1143/APEX.3.113003 　

ISSN：1882-0778
Influence of Diffused Boron Into MgO Barrier on Pinhole Creation in CoFeB/MgO/CoFeB Magnetic Tunnel Junctions 査読有り

Koujiro Komagaki, Masashi Hattori, Kenji Noma, Hitoshi Kanai, Kazuo Kobayashi, Yuji Uehara, Masakiyo Tsunoda, Migaku Takahashi

IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS　45　(10)　3453-3456　2009年10月

DOI： 10.1109/TMAG.2009.2022189 　

ISSN：0018-9464

eISSN：1941-0069
Investigation on the Magnetization Reversal of Nanostructured Magnetic Tunnel Junction Rings 査読有り

C. C. Chen, J. Y. Lin, Lance Horng, J. S. Yang, S. Isogami, M. Tsunoda, M. Takahashi, J. C. Wu

IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS　45　(10)　3546-3549　2009年10月

DOI： 10.1109/TMAG.2009.2023425 　

ISSN：0018-9464
Antiferromagnet Thickness Dependence of the Training Effect in Exchange-Coupled CoFe/MnIr Bilayers 査読有り

Dong Young Kim, Seok Soo Yoon, CheolGi Kim, M. Tsunoda, M. Takahashi

IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS　45　(10)　3865-3868　2009年10月

DOI： 10.1109/TMAG.2009.2022955 　

ISSN：0018-9464

eISSN：1941-0069
Systematic Study for Magnetization Dependence of Exchange Anisotropy Strength in Mn-Ir/FM (FM=Ni-Co, Co-Fe, Fe-Ni) Bilayer System 査読有り

Masakiyo Tsunoda, Hirokazu Takahashi, Migaku Takahashi

IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS　45　(10)　3877-3880　2009年10月

DOI： 10.1109/TMAG.2009.2024323 　

ISSN：0018-9464
Negative Anisotropic Magnetoresistance in Fe4N Film 査読有り

Masakiyo Tsunoda, Yosuke Komasaki, Satoshi Kokado, Shinji Isogami, Che-Chin Chen, Migaku Takahashi

APPLIED PHYSICS EXPRESS　2　(8)　083001-1-083001-3　2009年8月

DOI： 10.1143/APEX.2.083001 　

ISSN：1882-0778

eISSN：1882-0786
Transport Properties of Magnetic Tunnel Junctions Comprising NiFeSiB/CoFeB Hybrid Free Layers 査読有り

Ji Ung Cho, Do Kyun Kim, Reasmey P. Tan, Shinji Isogami, Masakiyo Tsunoda, Migaku Takahashi, Young Keun Kim

IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS　45　(6)　2364-2366　2009年6月

DOI： 10.1109/TMAG.2009.2018574 　

ISSN：0018-9464

eISSN：1941-0069
Effects of Field Cooling Direction on Magnetoresistance of Exchange-Biased Magnetic Tunnel Junction Rings 査読有り

Che Chin Chen, Cheng Yi Kuo, Lance Horng, Shinji Isogami, Masakiyo Tsunoda, Migaku Takahashi, Jong Ching Wu

JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　48　(5)　053001-1-053001-4　2009年5月

DOI： 10.1143/JJAP.48.053001 　

ISSN：0021-4922
75% inverse magnetoresistance at room temperature in Fe4N/MgO/CoFeB magnetic tunnel junctions fabricated on Cu underlayer 査読有り

Yosuke Komasaki, Masakiyo Tsunoda, Shinji Isogami, Migaku Takahashi

JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　105　(7)　07C928-1-07C928-3　2009年4月

DOI： 10.1063/1.3072827 　

ISSN：0021-8979
Current driven magnetization reversal in microstructured spin valve with current-in-plane configuration 査読有り

C. Y. Kuo, C. T. Chao, J. Y. Ou, Lance Horng, J. C. Wu, Te-Ho Wu, M. Tsunoda, M. Takahashi

JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　105　(7)　07D118-1-07D118-3　2009年4月

DOI： 10.1063/1.3068483 　

ISSN：0021-8979
Correlation between exchange bias field and domain size of ferromagnetic layer in Mn-Ir/Co-Fe bilayers 査読有り

Hirokazu Takahashi, Masakiyo Tsunoda, Keiki Fukumoto, Tetsuya Nakamura, Kuniaki Arai, Toyohiko Kinoshita, Migaku Takahashi

JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　105　(7)　07D720-1-07D720-3　2009年4月

DOI： 10.1063/1.3073659 　

ISSN：0021-8979

eISSN：1089-7550
Tailor-made nano-structured materials for perpendicular recording media and head –precise control of direct/indirect exchange coupling 招待有り査読有り

M. Takahashi, M. Tsunoda, S. Saito

Journal of Magnetism and Magnetic Materials　321　(6)　539-544　2009年3月

DOI： 10.1016/j.jmmm.2008.05.008 　

ISSN：0304-8853

eISSN：1873-4766
XFELによる極小デバイス磁化挙動解析のための回折スペックル計測技術の開発

角田匡清, 中村哲也, 鈴木基寛, 淡路直樹

日本結晶学会誌　51　s14　2009年
出版者・発行元： The Crystallographic Society of Japan
DOI： 10.5940/jcrsj.51.s14 　

ISSN：0369-4585
27pPSA-44 パルス強磁場下での軟X線MCD測定技術の開発(領域3ポスターセッション(量子スピン系・フラストレーション系等),領域3,磁性,磁気共鳴) 査読有り

中村哲也, 鳴海康雄, 広野等子, 児玉謙司, 林美咲, 角田匡清, 金道浩一, 野尻浩之, 木下豊彦

日本物理学会講演概要集　64　(0)　391-391　2009年
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
DOI： 10.11316/jpsgaiyo.64.2.3.0_391_2 　

ISSN：1342-8349
Spin Polarization of Sub-monolayer Cu Embedded in Fe70Co30 Films 査読有り

S. Isogami, M. Tsunoda, T. Nakamura, M. Takahashi

Journal of Magnetics Society of Japan　32　(6)　540-542　2008年11月
出版者・発行元：公益社団法人日本磁気学会
DOI： 10.3379/msjmag.32.540 　

ISSN：1882-2924

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Spin polarization of Cu embedded in Fe₇₀Co₃₀ films has been investigated by means of transmission x-ray magnetic circular dichroism (XMCD). [Fe₇₀Co₃₀(d_FeCo) / Cu(d_Cu)]_n multilayered films were fabricated on Si-N membrane substrate, fixing total thickness of Fe-Co and Cu layers. Magneto-optical sum-rules were applied to the measured absorption and XMCD spectra to determine quantitatively the spin and orbital moments of Cu. With decreasing the Cu layer thickness, the spin moment of Cu increases but exhibits to be saturated about 0.1 μ_B / atom. The small value of spin moment (0.1 μ_B), comparing to that of the 3d transition metals such as Fe and Co, implies that only the top part of 3d down-spin band of Cu is unoccupied in these specimens.
In situ heat treatment of ultrathin MgO layer for giant magnetoresistance ratio with low resistance area product in CoFeB/MgO/CoFeB magnetic tunnel junctions 査読有り

Shinji Isogami, Masakiyo Tsunoda, Kojiro Komagaki, Kazuyuki Sunaga, Yuji Uehara, Masashige Sato, Toyoo Miyajima, Migaku Takahashi

APPLIED PHYSICS LETTERS　93　(19)　192109-1-192109-3　2008年11月

DOI： 10.1063/1.3021372 　

ISSN：0003-6951

eISSN：1077-3118
Magnetoresistance Variation of Magnetic Tunnel Junctions with NiFeSiB/CoFeB Free Layers Depending on MgO Tunnel Barrier Thickness 査読有り

Ji Ung Cho, Do Kyun Kim, Tian Xing Wang, Shinji Isogami, Masakiyo Tsunoda, Migaku Takahashi, Young Keun Kim

IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS　44　(11)　2547-2550　2008年11月

DOI： 10.1109/TMAG.2008.2003244 　

ISSN：0018-9464

eISSN：1941-0069
Enhanced Exchange Anisotropy by Ultra-Thin Cox Fe100-x(x > 80) Layer Insertion at the Interface of L1(2)-Ordered Mn3Ir/Co65Fe35 Bilayers 査読有り

K. Komagaki, M. Tsunoda, H. Takahashi, K. Noma, H. Kanai, K. Kobayashi, Y. Uehara, M. Takahashi

IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS　44　(11)　2832-2834　2008年11月

DOI： 10.1109/TMAG.2008.2001334 　

ISSN：0018-9464
Tunnel magnetoresistance of 604% at 300 K by suppression of Ta diffusion in CoFeB/MgO/CoFeB pseudo-spin-valves annealed at high temperature 査読有り

S. Ikeda, J. Hayakawa, Y. Ashizawa, Y. M. Lee, K. Miura, H. Hasegawa, M. Tsunoda, F. Matsukura, H. Ohno

APPLIED PHYSICS LETTERS　93　(8)　082508-1-082508-3　2008年8月

DOI： 10.1063/1.2976435 　

ISSN：0003-6951

eISSN：1077-3118
Compositional Dependence of Exchange Anisotropy in g-Mn-Ir-Rh-Ru / Co70Fe30 Bilayers 査読有り

M. Tsunoda, T. Kato, Y. Ashizawa, Y. Suzuki, M. Takahashi

Journal of the Magnetics Society of Japan　32　(4)　445-446　2008年7月
出版者・発行元：公益社団法人日本磁気学会
DOI： 10.3379/msjmag.32.445 　

ISSN：1882-2924

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Exchange anisotropy of quaternary γ-Mn-Ir-Rh-Ru / Co₇₀Fe₃₀ bilayer has been investigated. Unidirectional anisotropy constant, J_K, exhibited gradual change against the chemical composition of the quaternary system. Contour map of J_K shows a broad peak at the compositional range from Mn₇₅Ir₂₅ to Mn₇₉Ir₁₅Rh₆. The J_K decreases mainly along the direction to which the Ru content increases. The thinnest critical thickness of the antiferromagnetic layer is obtained for Mn-Ir alloy among the respective terminal binary alloy systems. We concluded that Mn-Ir is the most promising antiferromagnetic material for exchange-biased bilayers in ultra-high density hard disk drives among the present γ-Mn-Ir-Rh-Ru quaternary system.
Critical thickness of antiferromagnetic layer in exchange biasing bilayer system 査読有り

Chiharu Mitsumata, Akimasa Sakuma, Kazuaki Fukamichi, Masakiyo Tsunoda, Migaku Takahashi

JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN　77　(4)　044602-1-044602-6　2008年4月

DOI： 10.1143/JPSJ.77.044602 　

ISSN：0031-9015
Correlation between spin dependent scattering and impurity polarization in CPP-GMR spin valves with ultra thin Cu inserted Fe-Co layers 査読有り

S. Isogami, M. Tsunoda, K. Noguchi, T. Nakamura, H. Osawa, M. Takahashi

Physica Status Solidi (A) Applications and Materials Science　204　(12)　4033-4036　2007年12月

DOI： 10.1002/pssa.200777306 　

ISSN：1862-6300 1862-6319
Correlation between spin dependent scattering and impurity polarization in CPP-GMR spin valves with ultra thin Cu inserted Fe-Co layers 査読有り

S. Isogami, M. Tsunoda, K. Noguchi, T. Nakamura, H. Osawa, M. Takahashi

PHYSICA STATUS SOLIDI A-APPLICATIONS AND MATERIALS SCIENCE　204　(12)　4033-4036　2007年12月

DOI： 10.1002/pssa.200777306 　

ISSN：0031-8965
Enhancement of exchange bias by ultra-thin Mn layer insertion at the interface of Mn-Ir/Co-Fe bilayers 査読有り

M. Tsunoda, S. Yoshitaki, Y. Ashizawa, D. Y. Kim, C. Mitsumata, M. Takahashi

PHYSICA STATUS SOLIDI B-BASIC SOLID STATE PHYSICS　244　(12)　4470-4473　2007年12月

DOI： 10.1002/pssb.200777391 　

ISSN：0370-1972
Large exchange bias and high blocking temperature of MgO-Barrier-MTjs with L1(2)-Ordered Mn(3)lr 査読有り

Koujiro Komagaki, Kouji Yamada, Kenji Noma, Hitoshi Kanai, Kazuo Kobayashi, Yuji Uehara, Masakiyo Tsunoda, Migaku Takahashi

IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS　43　(8)　3535-3537　2007年8月

DOI： 10.1109/TMAG.2007.893695 　

ISSN：0018-9464
CoFeB/MgO/CoFeB強磁性トンネル接合におけるMgO障壁層の結晶配向制御および巨大トンネル磁気抵抗効果の導出査読有り

芦澤好人, 大山博久, 須永和晋, 渡邉義彦, 角田匡清, 高橋研

Journal of Magnetics Society of Japan　31　(5)　411-415　2007年8月
出版者・発行元： The Magnetics Society of Japan
DOI： 10.3379/jmsjmag.31.411 　

ISSN：0285-0192

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Crystallographic orientation of the MgO barrier in sputter-deposited CoFeB/MgO/CoFeB magnetic tunnel junctions (MTJs) and its effect on tunnel magnetoresistance (TMR) were investigated. The degree of MgO(001) orientation was estimated with the integral intensity ratio (I₍₂₀₀₎ /I₍₂₂₀₎) of diffraction lines from MgO(200) and MgO(220) planes obtained in grazing incident x-ray diffraction profiles. The main results are stated as follows. (1) I₍₂₀₀₎ /I₍₂₂₀₎ ∼ 4, meaning the (001) orientation of MgO, is realized when the underlaid CoFeB maintains amorphous structure, meanwhile MgO on bcc(110)-oriented CoFe shows (111) orientation (I₍₂₀₀₎ /I₍₂₂₀₎ = 0). (2) The prevention of epitaxial growth on hcp(00.1)-oriented Ru layer is effective to maintain amorphous structure of CoFeB. (3) The achievable TMR ratio after high temperature (280 °C − 450 °C) annealing is mainly dominated by the MgO orientation and giant TMR ratio exceeding 200% is only obtained with I₍₂₀₀₎ /I₍₂₂₀₎ ≥ 3.4, while the resistance area product is independent of I₍₂₀₀₎ /I₍₂₂₀₎. (4) Thin Mg layer inserted between CoFeB layer and MgO barrier is effective to obtain bcc(001)-oriented crystallization of CoFeB after high temperature annealing and results in a giant TMR ratio, because of its role to avoid surface oxidization of underlying ferromagnetic electrode during the deposition of MgO barrier.
Inverse tunnel magnetoresistance in magnetic tunnel junctions with an Fe4N electrode 査読有り

Kazuyuki Sunaga, Masakiyo Tsunoda, Kojiro Komagaki, Yuji Uehara, Migaku Takahashi

JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　102　(1)　013917-1-013917-4　2007年7月

DOI： 10.1063/1.2753576 　

ISSN：0021-8979
Controllable remanent states on microstructured magnetic tunnel junction rings 査読有り

C. C. Chen, C. T. Chao, C. Y. Kuo, Lance Horng, Teho Wu, G. Chern, C. Y. Huang, S. Isogami, M. Tsunoda, M. Takahashi, J. C. Wu

IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS　43　(6)　2824-2826　2007年6月

DOI： 10.1109/TMAG.2007.894206 　

ISSN：0018-9464
Oxidation process of Mg films by using high-concentration ozone for magnetic tunnel junctions 査読有り

Satoru Yoshimura, Yosuke Narisawa, Yoshihiko Watanabe, Masakiyo Tsunoda, Migaku Takahashi

JOURNAL OF MAGNETISM AND MAGNETIC MATERIALS　312　(1)　176-180　2007年5月

DOI： 10.1016/j.jmmm.2006.09.025 　

ISSN：0304-8853

eISSN：1873-4766
Uncompensated antiferromagnetic spins at the interface in Mn-Ir based exchange biased bilayers 査読有り

M. Tsunoda, S. Yoshitaki, Y. Ashizawa, C. Mitsumata, T. Nakamura, H. Osawa, T. Hirono, D. Y. Kim, M. Takahashi

JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　101　(9)　09E510-1-09E510-3　2007年5月

DOI： 10.1063/1.2710216 　

ISSN：0021-8979
Magnetic viscosity phenomena in exchange coupled CoFe/MnIr bilayers 査読有り

Dong Young Kim, C. O. Kim, M. Tsunoda, M. Yamaguchi, S. Yabugami, M. Takahashi

JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　101　(9)　09E511-1-09E511-3　2007年5月

DOI： 10.1063/1.2710219 　

ISSN：0021-8979
Size dependence of magnetization reversal of ring shaped magnetic tunnel junction 査読有り

C. C. Chen, C. Y. Kuo, Y. C. Chang, C. C. Chang, Lance Horng, Teho Wu, G. Chern, Y. Huang, M. Tsunoda, M. Takahashi, J. C. Wu

JOURNAL OF MAGNETISM AND MAGNETIC MATERIALS　310　(2)　1900-1902　2007年3月

DOI： 10.1016/j.jmmm.2006.10.686 　

ISSN：0304-8853
Formation of CCP-NOL in CPP-GMR spin valve structure for the enhancement of magnetoresistance 査読有り

Y. M. Kang, S. Isogami, M. Tsunoda, M. Takahashi, S. I. Yoo

JOURNAL OF MAGNETISM AND MAGNETIC MATERIALS　310　(2)　1911-1913　2007年3月

DOI： 10.1016/j.jmmm.2006.10.922 　

ISSN：0304-8853
Angular dependence of magnetoresistance during magnetization reversal on magnetic tunnel junction ring 査読有り

C. C. Chen, C. C. Chang, Y. C. Chang, C. T. Chao, C. Y. Kuo, Lance Horng, J. C. Wu, Teho Wu, G. Chern, C. Y. Huang, M. Tsunoda, M. Takahashi

IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS　43　(2)　920-922　2007年2月

DOI： 10.1109/TMAG.2006.888511 　

ISSN：0018-9464
Sputtering Target for Information Network Devices —Present and Future— 査読有り

Migaku Takahashi, Shin Saito, Masakiyo Tsunoda

Shinku/Journal of the Vacuum Society of Japan　50　(1)　22-27　2007年

DOI： 10.3131/jvsj.50.22 　

ISSN：0559-8516
Annealing temperature dependence of microwave permeability in CoFe/MnIr bilayers 査読有り

Dong Young Kim, B. Parvatheeswara Rao, Chong-Oh Kim, Masakiyo Tsunoda, Migaku Takahashi

PHYSICA STATUS SOLIDI C - CURRENT TOPICS IN SOLID STATE PHYSICS, VOL 4, NO 12　4　(12)　4388-+　2007年

DOI： 10.1002/pssc.200777412 　

ISSN：1862-6351
Soft x-ray magnetic circular dichroism study of Mn-Ir/Co-Fe bilayers with giant exchange anisotropy 査読有り

M. Tsunoda, T. Nakamura, M. Naka, S. Yoshitaki, C. Mitsumata, M. Takahashi

APPLIED PHYSICS LETTERS　89　(17)　172501-1-172501-3　2006年10月

DOI： 10.1063/1.2364116 　

ISSN：0003-6951
Current-Induced Magnetization Switching and CPP-GMR in 30 nmΦ Scale Spin Valves Fabricated Using EB-Assisted CVD Hard Masks 査読有り

S. Isogami, M. Tsunoda, M. Takahashi

IEEE Transaction on Magnetics　42　(10)　2676-2678　2006年10月

DOI： 10.1109/TMAG.2006.878858 　

ISSN：0018-9464
Exchange anisotropy of L1(2)-Mn3X (X = Ir, Rh, Ru)/Co-Fe bilayers 査読有り

Masakiyo Tsunoda, Mamiko Naka, Ken-Ichi Imakita, Shin-Ichiro Yoshitaki, Migaku Takahashi

IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS　42　(10)　2999-3001　2006年10月

DOI： 10.1109/TMAG.2006.879153 　

ISSN：0018-9464
Critical angle-behavior of exchange bias and coercivity in CoFe/MnIr bilayers 査読有り

Dong Young Kim, CheolGi Kim, Chong-Oh Kim, M. Naka, M. Tsunoda, M. Takahashi

IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS　42　(10)　3011-3013　2006年10月

DOI： 10.1109/TMAG.2006.879756 　

ISSN：0018-9464
Effect of Axial Ratio and Atomic Volume on Magnetism of α’ and γ’-Fe-N 査読有り

K. Sunaga, M. Tsunoda, M. Takahashi

IEEE Transaction on Magnetics　42　(10)　3020-3022　2006年10月

DOI： 10.1109/TMAG.2006.878427 　

ISSN：0018-9464
L1(2) phase formation and giant exchange anisotropy in Mn3Ir/Co-Fe bilayers 招待有り査読有り

M Tsunoda, K Imakita, M Naka, M Takahashi

JOURNAL OF MAGNETISM AND MAGNETIC MATERIALS　304　(1)　55-59　2006年9月

DOI： 10.1016/j.jmmm.2006.02.007 　

ISSN：0304-8853
Angular dependence of exchange bias and coercivity in polycrystalline CoFe/MnIr bilayers 査読有り

Dong Young Kim, CheolGi Kim, Chong-Oh Kim, M. Tsunoda, M. Takahashi

JOURNAL OF MAGNETISM AND MAGNETIC MATERIALS　304　(1)　E56-E58　2006年9月

DOI： 10.1016/j.jmmm.2006.01.220 　

ISSN：0304-8853
Tunable magnetic anisotropy of antiferromagnetic superlattice and resultant exchange bias of ferromagnetic layer on it 査読有り

Masakiyo Tsunoda, Mamiko Naka, Dong Young Kim, Migaku Takahashi

JOURNAL OF MAGNETISM AND MAGNETIC MATERIALS　304　(1)　E88-E90　2006年9月

DOI： 10.1016/j.jmmm.2006.01.187 　

ISSN：0304-8853
Magnetization switching of NiFeSiB free layers for magnetic tunnel junctions 査読有り

B. S. Chun, S. P. Ko, B. S. Oh, J. Y. Hwang, J. R. Rhee, T. W. Kim, S. Saito, S. Yoshimura, M. Tsunoda, M. Takahashi, Y. K. Kim

JOURNAL OF MAGNETISM AND MAGNETIC MATERIALS　304　(1)　E258-E260　2006年9月

DOI： 10.1016/j.jmmm.2006.02.052 　

ISSN：0304-8853
Effect of surface roughness and field annealing on interlayer coupling in MnIr-based magnetic tunnel junction 査読有り

Dong Young Kim, Cheol Gi Kim, Chong-Oh Kim, M. Tsunoda, M. Takahashi

JOURNAL OF MAGNETISM AND MAGNETIC MATERIALS　304　(1)　E267-E269　2006年9月

DOI： 10.1016/j.jmmm.2006.01.128 　

ISSN：0304-8853
The switching characteristics of free layer of patterned magnetic tunnel junction device 査読有り

C. C. Chen, Y. R. Wang, C. Y. Kuo, J. C. Wu, Lance Horng, Teho Wu, S. Yoshimura, M. Tsunoda, M. Takahashi

JOURNAL OF MAGNETISM AND MAGNETIC MATERIALS　304　(1)　E285-E287　2006年9月

DOI： 10.1016/j.jmmm.2006.02.020 　

ISSN：0304-8853
Negative coercivity characteristics in antiferromagnetic coupled hard/soft multilayers 査読有り

DongYoung Kim, CheolGi Kim, Chong-Oh Kim, Seok Soo Yoon, Mamiko Naka, Masakiyo Tsunoda, Migaku Takahashi

JOURNAL OF MAGNETISM AND MAGNETIC MATERIALS　304　(1)　E356-E358　2006年9月

DOI： 10.1016/j.jmmm.2006.01.198 　

ISSN：0304-8853
Magnetization switching of CoFeSiB free-layered magnetic tunnel junctions 査読有り

Byong Sun Chun, Jae Youn Hwang, Jang Roh Rhee, Taewan Kim, Shin Saito, Satoru Yoshimura, Masakiyo Tsunoda, Migaku Takahashi, Young Keun Kim

JOURNAL OF MAGNETISM AND MAGNETIC MATERIALS　303　(2)　E223-E225　2006年8月

DOI： 10.1016/j.jmmm.2006.01.041 　

ISSN：0304-8853
XMCD study of Mn-Ir/Co-Fe bilayers with giant exchange anisotropy 査読有り

M. Tsunoda, T. Nakamura, M. Naka, S. Yoshitaki, C. Mitsumata, M. Takahashi

INTERMAG 2006 - IEEE International Magnetics Conference　410　2006年

DOI： 10.1109/INTMAG.2006.376134 　
Current induced magnetization switching in 30nm√è? scale CPP-GMR spin valves fabricated using EB assisted CVD hard masks 査読有り

S. Isogami, M. Tsunoda, M. Takahashi

INTERMAG 2006 - IEEE International Magnetics Conference　709　2006年

DOI： 10.1109/INTMAG.2006.376433 　
Structure and magnetism of c-plane-oriented Mn50(Te 50-xSbx) pseudo-single crystal films 査読有り

Y. Ashizawa, S. Saito, M. Tsunoda, M. Takahashi

INTERMAG 2006 - IEEE International Magnetics Conference　174　2006年

DOI： 10.1109/INTMAG.2006.375674 　
Synthesis and magnetic moment of bct and fct-Fe-N 査読有り

K. Sunaga, M. Tsunoda, M. Takahashi

INTERMAG 2006 - IEEE International Magnetics Conference　872　2006年

DOI： 10.1109/INTMAG.2006.374903 　
Uncompensated spin elements in ferromagnetic and antiferromagnetic bilayer with non-collinear spin structure 招待有り査読有り

Chiharu Mitsumata, Akimasa Sakuma, Kazuaki Fukamichi, Masakiyo Tsunoda

Materials Transactions　47　(1)　11-14　2006年1月

DOI： 10.2320/matertrans.47.11 　

ISSN：1345-9678
Angular dependence of exchange bias and coercive field in CoFe/MnIr epitaxial bilayers 査読有り

DY Kim, CG Kim, CO Kim, M Shibata, M Tsunoda, M Takahashi

IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS　41　(10)　2712-2714　2005年10月

DOI： 10.1109/TMAG.2005.854762 　

ISSN：0018-9464
Intergranular tunneling magnetoresistance of mechanically alloyed (Cr-,M)O-2 powder compacts 査読有り

M Tsunoda, T Sato, Q Zhang, B Jeyadevan, M Takahashi

IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS　41　(10)　3400-3402　2005年10月

DOI： 10.1109/TMAG.2005.855213 　

ISSN：0018-9464
30-nm scale fabrication of magnetic tunnel junctions using EB assisted CVD hard masks 査読有り

S Isogami, M Tsunoda, M Takahashi

IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS　41　(10)　3607-3609　2005年10月

DOI： 10.1109/TMAG.2005.854786 　

ISSN：0018-9464
高濃度オゾン酸化法による金属Al膜の酸化過程とそれを用いて作製した強磁性トンネル接合膜の磁気抵抗効果査読有り

吉村哲, 成澤洋祐, 角田匡清, 高橋研

日本応用磁気学会誌　29　(8)　820-825　2005年8月1日
出版者・発行元： The Magnetics Society of Japan
DOI： 10.3379/jmsjmag.29.820 　

ISSN：0285-0192

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The ozone oxidization process of metal Al film for the formation of barriers in magnetic tunnel junctions (MTJs) is investigated. The ozone exposure method, in which atomic oxygen in the ground state is an oxidizing species, is expected to oxidize ultra-thin Al films more mildly than the plasma oxidization method, since the energy level of atomic oxygen is ∼2 eV lower in the ozone method than in the plasma method. The main results were as follows: (1) In the case of ozone oxidation, the diffusion coefficient of oxygen in Al-O is much smaller than in the plasma oxidation case. (2) Ozone oxidation of Al films is spontaneously stopped at the interface to the bottom Co-Fe, regardless of the exposure amount. (3) In the case of plasma oxidation, the exposure condition in which the TMR ratio reaches its maximum shifts with increasing Al layer thickness. However, in the case of ozone oxidation, that exposure condition does not shift, regardless of the Al layer thickness. (4) In MTJs fabricated by ozone oxidation, a high TMR ratio is obtained without annealing. We conclude from all these findings that ozone oxidation of metal Al layers is a promising barrier formation process for realizing high-quality and very thin insulating layers.
種々のN濃度を有するα’及びγ’-Fe-N相の合成と磁気モーメント査読有り

須永和晋, 角田匡清, 高橋研

日本応用磁気学会誌　29　(5)　553-557　2005年5月
出版者・発行元： The Magnetics Society of Japan
DOI： 10.3379/jmsjmag.29.553 　

ISSN：0285-0192

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α' and γ'-Fe-N with various N contents were synthesized by using multilayer fabrication technique and the volume effect on magnetic moment for these phases was examined. The unit-cell volume of α' and γ' phases monotonously increases with increasing N content. In the case of α'-Fe-N, magnetic moment decreases with increasing unit-cell volume. This result is different from theoretical prediction. On the other hand, in the case of γ'-Fe-N, magnetic moment takes the maximum near the volume of bulk γ'-Fe₄N. In particular, the magnetic moment drops drastically near the volume of bulk γ'-Fe₄N, although unit-cell volume is almost same. This result is also different from the theory. Further experimental works including magnetic microstructural analysis are needed to answer these discrepancies.
トンネル接合膜のTMR特性に及ぼすAl-N絶縁層へのイオン照射の効果査読有り

角田匡清, 渡辺義彦, 今北健一, 吉村哲, 高橋研

日本応用磁気学会誌　29　(6)　653-657　2005年5月
出版者・発行元： The Magnetics Society of Japan
DOI： 10.3379/jmsjmag.29.653 　

ISSN：0285-0192

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Effect of in-situ ion bombardment to Al-N barrier in magnetic tunnel junctions (MTJ) on their tunnel magnetoresistance (TMR) was investigated in correlation with the local conducting properties of Al-N barrier. Slight ion bombardment increased the barrier height of Al-N from 1.2eV to 1.8∼1.9eV, and resulted in the enhancement of TMR ratio from 34% to 37% in as-made MTJ. On the other hand, strong ion bombardment, longer bombardment duration than 10s, produced high conductive channels (pinholes) in the Al-N barrier, and deteriorated the TMR ratio down to 20% and more. Simple calculation for TMR ratio and resistance-area product of MTJs with using the pinhole density and the local conducting properties, determined from conducting-AFM measurement, well explained the experimental features.
Thickness dependence of exchange anisotropy of polycrystalline Mn3Ir/Co-Fe bilayers 査読有り

K Imakita, M Tsunoda, M Takahashi

JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　97　(10)　10K106-1-10K106-3　2005年5月

DOI： 10.1063/1.1850858 　

ISSN：0021-8979
Surface flattening processes of metal layer and their effect on transport properties of magnetic tunnel junctions with Al-N barrier 査読有り

S Yoshimura, T Nozawa, T Shoyama, M Tsunoda, M Takahashi

JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　97　(10)　10C920-1-10C920-3　2005年5月

DOI： 10.1063/1.1854452 　

ISSN：0021-8979
Radical nitridation of Al films for the barrier formation in ferromagnetic tunnel junctions 査読有り

M Tsunoda, T Shoyama, S Yoshimura, M Takahashi

JOURNAL OF MAGNETISM AND MAGNETIC MATERIALS　286　162-166　2005年2月

DOI： 10.1016/j.jmmm.2004.10.098 　

ISSN：0304-8853
Magnetization reversal of ferromagnetic layer in exchange coupled Mn-Ir/Co-Fe epitaxial bilayers 査読有り

T Sato, M Tsunoda, M Takahashi

JOURNAL OF MAGNETISM AND MAGNETIC MATERIALS　286　206-210　2005年2月

DOI： 10.1016/j.jmmm.2004.09.052 　

ISSN：0304-8853
Improved thermal stability of exchange bias of Mn-Ir/Co-Fe bilayers by novel in situ thermal annealing procedure 査読有り

KI Imakita, M Tsunoda, M Takahashi

JOURNAL OF MAGNETISM AND MAGNETIC MATERIALS　286　248-252　2005年2月

DOI： 10.1016/j.jmmm.2004.09.073 　

ISSN：0304-8853
30 nm-scale-fabrication of magnetic tunnel junctions using electron beam assisted CVD hard masks

S. Isogami, M. Tsunoda, M. Takahashi

INTERMAG ASIA 2005: Digests of the IEEE International Magnetics Conference　765　2005年
出版者・発行元： IEEE Computer Society
DOI： 10.1109/intmag.2005.1464196 　
Local transport properties of Co-Fe/Al-O/Co-Fe tunnel junctions with high thermal stability 査読有り

TS Yoon, T Shoyama, YW Lee, M Tsunoda, M Takahashi, DY Kim, CO Kim

JOURNAL OF MAGNETISM AND MAGNETIC MATERIALS　284　330-335　2004年12月

DOI： 10.1016/j.jmmm.2004.07.032 　

ISSN：0304-8853
Relation between exchange coupling and enhanced coercivity in the free layer of a patterned magnetic tunnel junction 査読有り

CG Kim, CO Kim, M Tsunoda, M Takahashi, T Stobiecki

JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　96　(12)　7399-7402　2004年12月

DOI： 10.1063/1.1811776 　

ISSN：0021-8979
Giant exchange anisotropy observed in Mn-Ir/Co-Fe bilayers containing ordered Mn3Ir phase 査読有り

K Imakita, M Tsunoda, M Takahashi

APPLIED PHYSICS LETTERS　85　(17)　3812-3814　2004年10月

DOI： 10.1063/1.1812597 　

ISSN：0003-6951
Magnetotransport properties of Co-Fe/Al-N/Co-Fe tunnel junctions with large tunnel magnetoresistance ratio 査読有り

TS Yoon, CO Kim, T Shoyama, M Tsunoda, M Takahashi

APPLIED PHYSICS LETTERS　85　(1)　82-84　2004年7月

DOI： 10.1063/1.1765203 　

ISSN：0003-6951
Nitridation process of Al layer by microwave-excited plasma and large magnetoresistance in Co-Fe/Al-N/Co-Fe tunnel junctions - As a comparison with oxidization process 査読有り

S Yoshimura, T Shoyama, T Nozawa, M Tsunoda, M Takahashi

IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS　40　(4)　2290-2292　2004年7月

DOI： 10.1109/TMAG.2004.829824 　

ISSN：0018-9464
Orientational dependence of exchange anisotropy of Mn-Ir/Co-Fe epitaxial bilayers 査読有り

Takashi Sato, Masakiyo Tsunoda, Migaku Takahashi

Journal of Applied Physics　95　(11)　7513-7515　2004年6月1日

DOI： 10.1063/1.1669116 　

ISSN：0021-8979
Correlation between structure and exchange coupling parameters of IrMn based MTJ 査読有り

T Stobiecki, J Kanak, J Wrona, M Czapkiewicz, CG Kim, CO Kim, M Tsunoda, M Takahashi

PHYSICA STATUS SOLIDI A-APPLIED RESEARCH　201　(8)　1621-1627　2004年6月

DOI： 10.1002/pssa.200304661 　

ISSN：0031-8965
Temperature dependence of tunnel magnetoresistance and magnetization of IrMn based MTJ 査読有り

P Wisniowski, T Stobiecki, M Czapkiewicz, J Wrona, M Rams, CG Kim, CO Kim, YK Hu, M Tsunoda, M Takahashi

PHYSICA STATUS SOLIDI A-APPLIED RESEARCH　201　(8)　1648-1652　2004年6月

DOI： 10.1002/pssa.200304595 　

ISSN：0031-8965
Exchange anisotropy of polycrystalline Mn-Ir/Co-Fe bilayers enlarged by long-time annealing 査読有り

M Tsunoda, T Sato, T Hashimoto, M Takahashi

APPLIED PHYSICS LETTERS　84　(25)　5222-5224　2004年6月

DOI： 10.1063/1.1765739 　

ISSN：0003-6951
Distribution of interlayer-exchange coupling on MTJ multilayer 査読有り

CG Kim, VK Sankaranarayanan, CO Kim, M Tsunoda, M Takahashi

PHYSICA STATUS SOLIDI A-APPLICATIONS AND MATERIALS SCIENCE　201　(8)　1635-1639　2004年6月

DOI： 10.1002/pssa.200304596 　

ISSN：1862-6300
Magnetization process and domains in MTJ 査読有り

M Czapkiewicz, M Zoladz, J Wrona, P Wisniowski, R Rak, T Stobiecki, CG Kim, CO Kim, M Takahashi, M Tsunoda

PHYSICA STATUS SOLIDI B-BASIC RESEARCH　241　(7)　1477-1481　2004年6月

DOI： 10.1002/pssb.200304668 　

ISSN：0370-1972
Formability and thermal stability of α’ phase in (Fe_1-yCo_y)-(B, C, N) films 査読有り

K. Sunaga, S. Kadowaki, M.Tsunoda, M.Takahashi

phys. stat. sol. (b)　241　(7)　1701-1705　2004年6月

DOI： 10.1002/pssb.200304622 　

ISSN：0370-1972
Correlation among exchange coupling, surface roughness and junction size in magnetic tunnel junctions 査読有り

VK Sankaranarayanan, YK Hu, C Kim, CO Kim, M Tsunoda, M Takahashi

JOURNAL OF MAGNETISM AND MAGNETIC MATERIALS　272　1965-1966　2004年5月

DOI： 10.1016/j.jmmm.2004.01.019 　

ISSN：0304-8853
The influence of NiFe thickness of top-electrode on exchange coupling parameters of IrMn based MTJ 査読有り

T. Stobiecki, C. G. Kim, C. O. Kim, Y. K. Hu, M. Czapkiewicz, J. Kanak, J. Wrona, M. Tsunoda, M. Takahashi

JOURNAL OF MAGNETISM AND MAGNETIC MATERIALS　272　E1503-E1505　2004年5月

DOI： 10.1016/j.jmmm.2003.12.311 　

ISSN：0304-8853
下地層ならびに超高真空中加熱プロセスによるCu薄膜の面内結晶粒径の増大と表面平坦化査読有り

今北健一, 角田匡清, 高橋研

真空　47　(3)　124-127　2004年4月
出版者・発行元： The Vacuum Society of Japan
DOI： 10.3131/jvsj.47.124 　

ISSN：0559-8516

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The effects of body centered cubic (BCC) solid solution underlayers on the metallurgical size and flatness of Cu thin films, fabricated on them, were investigated. As the underlayer materials, Cr₈₀Al₂₀, Cr₉₀Ni₁₀, Cr₈₀Fe₂₀, Fe₇₅Cr₂₅ and Fe were examined. Lateral grain size of the Cu films fabricated on the Cr-Al, Cr-Ni, Cr-Fe, Fe-Cr under layer was enlarged, comparing to that on the Fe underlayer. The difference between the surface energy (γ^X_S) and the interfacial energy (γ^X-Cu-_SL) of these underlayer is close to the surface energy of Cu at the melting point (γ^Cu_S (T_m)). However, the surface roughness of Cu films simultaneously increased with increasing the lateral grain size. In order to suppress the surface roughening of Cu films, post-thermal annealing procedure was applied under the ultra-high vacuum for the films fabricated on the Cr-Ni and Cr-Ni-Fe underlayers. We finally succeeded to enlarge the lateral grain diameter more than 100 nm for 50-nm-thick Cu films, maintaining a flat surface (R_a = 0.32 nm).
メカニカルアロイング法によって作製した(Cr-M)O2粉末のPMR効果査読有り

佐藤哲也, 角田匡清, 張其武, バラチャンドラン, ジャヤデワン, 高橋研

日本応用磁気学会誌　28　(3)　360-363　2004年3月
出版者・発行元： The Magnetics Society of Japan
DOI： 10.3379/jmsjmag.28.360 　

ISSN：0285-0192

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The powder magnetoresistance (PMR) effect of cold-pressed (Cr-M)O₂ mechanical-alloyed-powder was investigated. As additives, M, vanadium and iron were selected. The PMR ratio measured at 77 K increases from 2% to 6% with increasing iron content up to 5%, while the PMR ratio of (Cr-V)O₂ powder monotonically decreases with increasing vanadium content. Through measurement at 4.2 K, it was concluded that the changes in the PMR ratio are not due to changes in the Curie temperature of (Cr-M)O₂. The PMR effect of cold-pressed CrO₂ powder is stable up to 360°C.
超高真空中加熱処理による金属薄膜の粒成長と平坦化査読有り

今北健一, 角田匡清, 高橋研

日本応用磁気学会誌　28　(3)　368-371　2004年3月
出版者・発行元： The Magnetics Society of Japan
DOI： 10.3379/jmsjmag.28.368 　

ISSN：0285-0192

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The effect of thermal annealing under ultra-high vacuum on the metallurgical microstructure of (111)-textured face-centered cubic (FCC) metal thin films was investigated. The surface morphology of 500-A-thick metal films drastically changes with increasing annealing temperature. Regardless of the kind of metal, the morphological changes can be classified into four stages, when the annealing temperature, T_<IR>, is normalized by the respective melting point of the metals, T_M. In stage I , 0.15 ≦ T_<IR>/T_M < 0.3, the surface roughness, R_a, of metal films decreases to ～ 3 A. In stage II, 0.3 ≦ T_<IR>/T_M ≦ 0.35, remarkable grain growth occurs, and the lateral grain diameter exceeds 1000 A. Small (～ 200 A) crystals appear on the large grains in the stage II', 0.35 < T_<IR>/T_M ≦ 0.45, and they grow large and coarsen the R_a in stage III, 0.45 < T_<IR>/T_M. We conclude that ultra-high vacuum annealing in stage II is effective in realizing large lateral grain size with small surface roughness in FCC metal films.
Magnetic distribution of the free layer on patterned MTJ multilayers 査読有り

CG Kim, CO Kim, TS Yoon, M Tsunoda, M Takahashi

JOURNAL OF MAGNETISM AND MAGNETIC MATERIALS　268　(1-2)　271-276　2004年1月

DOI： 10.1016/S0304-8853(03)00489-X 　

ISSN：0304-8853
強磁性トンネル接合用Al薄膜の酸化過程とマイクロ波励起プラズマ中の酸化種との相関査読有り

吉村哲, 角田匡清, 尾形聡, 高橋研

日本応用磁気学会誌　27　(12)　1130-1134　2003年12月
出版者・発行元： The Magnetics Society of Japan
DOI： 10.3379/jmsjmag.27.1130 　

ISSN：0285-0192

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Langmuir probe diagnosis and optical emission spectroscopy were performed for microwave-excited plasma in order to clarify the physical factor in changing the transport properties of Co-Fe / AI-O / Co-Fe magnetic tunnel junctions (MTJs) fabricated with Ar+O₂, Kr+O₂, He+O₂ plasma. The main results were as follows: (1) Kr reduces the electron temperature of plasma at the substrate position, minimizing the ion irradiation damage during formation of an ultra-thin Al-O barrier. (2) The oxidizing species excited in plasma, such as O-radicals and O₂-ions, are drastically changed with changes in the inert gas species mixed with oxygen. The maximum energy of oxidizing species corresponds closely to the energy level of inert gas radicals. (3) O(2p)¹D radicals, which have a long life, are effectively produced in Kr+O₂ plasma and lead to a high oxidization rate of A1 films.
BCC固溶体下地層上に作製したCo/Cu多層膜のGMR効果の耐熱性査読有り

高橋大輔, 佐藤哲也, 角田匡清, 高橋研

日本応用磁気学会誌　27　(8)　905-909　2003年8月
出版者・発行元： The Magnetics Society of Japan
DOI： 10.3379/jmsjmag.27.905 　

ISSN：0285-0192

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The thermal stability of the giant magnetoresistance (GMR) effect was examined in Co/Cu multilayers fabricated on various buffer layers with differing interfacial roughnesses and crystallographic orientations. In multilayers on body-centered cubic (BCC)-Cr₉₀Ni₁₀ and (BCC)-Cr₈₀Fe₂₀ buffer layers, the MR ratio is maintained at over 50% up to the annealing temperature of 300°C. On the other hand the MR ratio of the multilayer fabricated on δ-Cr₆₃(Ni-Fe)₃₇ buffer layer and that of the multilayer fabricated with introducing impurity oxygen into the sputtering atmosphere, decreased significantly after the thermal annealing at relatively lower temperature. Secondary ion mass spectroscopy (SIMS) analysis for the multilayer on (BCC)-Cr₉₀Ni₁₀ buffer layer shows a very small amount of atomic diffusion of buffer layer elements into the multilayer after thermal annealing, in comparison with data for multilayers fabricated on a δ-Cr₆₃(Ni-Fe)₃₇ buffer layer. Through detailed structural analysis of the multilayers, it was concluded that the interfacial flatness at grain boundaries should be improved to prevent atomic inter-diffusion and to achieve high thermal stability of the GMR effect in Co/Cu multilayers.
Body centered cubic buffer layers for enhanced lateral grain growth of Co/Cu multilayers 査読有り

M Tsunoda, D Takahashi, M Takahashi

JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　93　(10)　6513-6515　2003年5月

DOI： 10.1063/1.1543877 　

ISSN：0021-8979
Method for the synthesis of CrO2 at ambient pressure and temperature 査読有り

H Ye, Q Zhang, F Saito, B Jeyadevan, K Tohji, M Tsunoda

JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　93　(10)　6856-6858　2003年5月

DOI： 10.1063/1.1555988 　

ISSN：0021-8979
Direct synthesis of fct-FePt nanoparticles by chemical route 査読有り

B Jeyadevan, K Urakawa, A Hobo, N Chinnasamy, K Shinoda, K Tohji, DDJ Djayaprawira, M Tsunoda, M Takahashi

JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 2-LETTERS　42　(4A)　L350-L352　2003年4月

DOI： 10.1143/JJAP.42.L350 　

ISSN：0021-4922
磁気的層間結合を利用した高浮遊磁界耐性化裏打ち膜の材料課題査読有り

斉藤伸, 平井健一, 橋本篤志, 角田匡清, 高橋研

日本応用磁気学会誌　27　(4)　224-229　2003年4月
出版者・発行元： The Magnetics Society of Japan
DOI： 10.3379/jmsjmag.27.224 　

ISSN：0285-0192

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To reduce the spike noise caused by stray magnetic fields, we investigated layered stacking soft-magnetic underlayers (SULs) with interlayer magnetic coupling. To reduce SUL noise as well, nanocrystalline or amorphous materials are used in the large part of the soft-magnetic layer. Through investigation of material problems in ferromagnetic (FM)/nonmagnetic (NM) stacked SULs and antiferromagnetic (AFM)/ferromagnetic (FM) stacked SULs, the following points were clarified: (1) In the case of FM/NM stacked layers using Ru as the NM layer and CoZrNb as the FM layer, when the layer structure of CoZrNb (150 nm)/Ru (0.6 nm)/CoZrNb (150 nm) was adopted, the M-H loop was shifted due to RKKY interlayer exchange coupling. The value of the interlayer exchange coupling constant J was derived at a small value of 0.015 erg/cm². (2) In the above layer structure, by sputtering the Ru layer under At + O₂ atmosphere, or by introducing a Co₇₀Fe₃₀ layer which has high saturation magnetization M_s, between the Ru layer and CoZrNb layer, the value of H_ex and J were enhanced. The J value shows prospects of enhancement over one digit if appropriate materials and process are introduced. (3) In AFM/FM stacked SULs, the unidirectional anisotropy constant J_k between the AFM and FM layers was reduced by increasing the thickness of the FM layer. The principal problem is how to suppress the reduction of J_k by controlling the soft magnetic properties of the FM layer.
[招待講演]金属磁性薄膜の微細組織制御プロセス : 超高密度ストレージ用薄膜の粒径制御

角田匡清, 高橋研

映像情報メディア学会技術報告　27　1-6　2003年
出版者・発行元：一般社団法人映像情報メディア学会
DOI： 10.11485/itetr.27.2.0_1 　

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機能性磁性薄膜・多層膜の性能向上を実現するための薄膜微細組織制御の新たな一手法として開発した,超清浄雰囲気下でのスパッタリング成膜プロセス(UCプロセス)を基本インフラとし,同プロセスの下で初めて可能となった新たな磁性薄膜成膜プロセス技術と,UCプロセスの不純物に対する制御性の高さを積極的に利用した成膜プロセス技術の導入により,高機能性磁性薄膜に求められる理想的な微細組織が実現できることを,特性導出上極めて重要な,金属磁性薄膜の結晶粒径制御の観点から議論する.Co/Cu多層膜の面内結晶粒径を増大させるbcc固溶体下地層ならびに,薄膜面内記録媒体の結晶粒径を微細化させる極薄高融点シード層の材料設計指針を明確化した.
Magnetotransport Properties of Co-Fe/Al-O/Co-Fe Tunnel Junctions Oxidized with Microwave Excited Plasma 招待有り査読有り

K.Nishikawa, S.Ogata, T.Shoyama, W.-S.Cho, T.-S.Yoon, M.Tsunoda, M.Takahashi

Journal of Magnetics　7　(3)　63-71　2002年12月
Local Variation of Magnetic Parameters of the Free Layer in TMR Junctions 招待有り査読有り

C.G.Kim, T.Shoyama, M.Tsunoda, M.Takahashi, T.H.Lee, C.-O.Kim

Journal of Magnetics　7　(3)　72-79　2002年12月
Exchange Anisotropy of Polycrystalline Ferromagnetic / Antiferromagnetic Bilayers 招待有り査読有り

M.Tsunoda, M.Takahashi

Journal of Magnetics　7　(3)　80-93　2002年12月
Magnetic anisotropy of antiferromagnet and its role on the exchange bias in ferromagnetic/antiferromagnetic bilayers 査読有り

M Takahashi, M Tsunoda

JOURNAL OF PHYSICS D-APPLIED PHYSICS　35　(19)　2365-2376　2002年10月

DOI： 10.1088/0022-3727/35/19/307 　

ISSN：0022-3727
New plasma source with low electron temperature for fabrication of an insulating barrier in ferromagnetic tunnel junctions 査読有り

K Nishikawa, M Tsunoda, S Ogata, M Takahashi

IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS　38　(5)　2718-2720　2002年9月

DOI： 10.1109/TMAG.2002.803167 　

ISSN：0018-9464
Effect of an Fe-Si buffer layer on the magnetoresistance of a Co/Cu multilayer 査読有り

S Miura, D Takahashi, M Tsunoda, M Takahashi

JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　91　(7)　4461-4467　2002年4月

DOI： 10.1063/1.1459105 　

ISSN：0021-8979
スピンバルブ膜の自由層磁化過程に及ぼす相関結合磁界の影響査読有り

今北健一, 角田匡清, 高橋研

日本応用磁気学会誌　26　(4)　418-421　2002年4月
出版者・発行元： The Magnetics Society of Japan
DOI： 10.3379/jmsjmag.26.418 　

ISSN：0285-0192

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The effect of the interlayer coupling field (H_in) on the magnetization process of a free layer in spin valves (SVs) is discussed. SVs of the form Sub./Ta/Ni-Fe/Mn-Ir/Co-Fe/Cu/Ni-Fe/Cu/Ta, were used. The H_in was varied by changing the thicknesses of the free Ni-Fe and Cu spacer layers. The dynamic differential susceptibility (DDS) was measured to investigate the magnetic properties of the free layer, such as a uniaxial magnetic anisotropy field H_K and a structure constant S. As a result, it was found that even when H_in is compensated by an external applied field, S increases with the strength of the interlayer coupling, causing a deterioration of the magnetic softness of the free layer.
60% magnetoresistance at room temperature in Co-Fe/Al-O/Co-Fe tunnel junctions oxidized with Kr-O-2 plasma 査読有り

M Tsunoda, K Nishikawa, S Ogata, M Takahashi

APPLIED PHYSICS LETTERS　80　(17)　3135-3137　2002年4月

DOI： 10.1063/1.1475363 　

ISSN：0003-6951
Magnetic Anisotropy of antiferromagnet in exchange coupled Ni-Fe/Mn-Ni epitaxial bilayers 査読有り

M Tsunoda, M Konoto, M Takahashi

PHYSICA STATUS SOLIDI A-APPLIED RESEARCH　189　(2)　449-457　2002年2月

DOI： 10.1002/1521-396X(200202)189:2<449::AID-PSSA449>3.0.CO;2-0 　

ISSN：0031-8965
Enhanced lateral grain growth and enlarged giant magnetoresistance in Co/Cu multilayer by Fe-Si buffer layer 査読有り

D Takahashi, S Miura, M Tsunoda, M Takahashi

JOURNAL OF MAGNETISM AND MAGNETIC MATERIALS　239　(1-3)　282-284　2002年2月

DOI： 10.1016/S0304-8853(01)00608-4 　

ISSN：0304-8853
Extra large unidirectional anisotropy constant of Co-Fe/Mn-Ir bilayers with ultra-thin antiferromagnetic layer 査読有り

M Tsunoda, K Nishikawa, T Damm, T Hashimoto, M Takahashi

JOURNAL OF MAGNETISM AND MAGNETIC MATERIALS　239　(1-3)　182-184　2002年2月

DOI： 10.1016/S0304-8853(01)00519-4 　

ISSN：0304-8853
Exchange anisotropy of ferromagnetic/antiferromagnetic bilayers: intrinsic magnetic anisotropy of antiferromagnetic layer and single spin ensemble model 査読有り

M Tsunoda, M Takahashi

JOURNAL OF MAGNETISM AND MAGNETIC MATERIALS　239　(1-3)　149-153　2002年2月

DOI： 10.1016/S0304-8853(01)00574-1 　

ISSN：0304-8853
Computational study in synthetic ferrimagnetic coupled media 査読有り

T Michalke, DD Djayaprawira, M Tsunoda, M Takahashi

JOURNAL OF MAGNETISM AND MAGNETIC MATERIALS　239　(1-3)　22-24　2002年2月

DOI： 10.1016/S0304-8853(01)00517-0 　

ISSN：0304-8853
Interactive effect of impurities on giant magnetoresistance of Co-Fe/Cu multilayers 査読有り

M Tsunoda, H Arai, D Takahashi, S Miura, M Takahashi

JOURNAL OF MAGNETISM AND MAGNETIC MATERIALS　240　(1-3)　189-191　2002年2月

DOI： 10.1016/S0304-8853(01)00753-3 　

ISSN：0304-8853
Correlation between the exchange bias and the degree of ordering of antiferromagnetic layer in PtMn/Co-Fe bilayers 査読有り

T Sato, M Tsunoda, M Takahashi

JOURNAL OF MAGNETISM AND MAGNETIC MATERIALS　240　(1-3)　277-279　2002年2月

DOI： 10.1016/S0304-8853(01)00827-7 　

ISSN：0304-8853
Enhancement of exchange bias in Mn-Ir/Co-Fe based spin valves with an ultrathin Cu underlayer and in situ Mn-Ir surface modification 査読有り

K Yagami, M Tsunoda, M Takahashi

JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　89　(11)　6609-6611　2001年6月

DOI： 10.1063/1.1357146 　

ISSN：0021-8979
Role of oxygen in the film growth and giant magnetoresistance of Co/Cu multilayers 査読有り

S Miura, M Tsunoda, M Takahashi

JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　89　(11)　6308-6313　2001年6月

DOI： 10.1063/1.1367877 　

ISSN：0021-8979
スピンバルブ膜の構造と磁気特性に影響を及ぼすTa/Ni-Fe下地層の成長過程査読有り

屋上公二郎, 今北健一, 角田匡清, 高橋研

日本応用磁気学会誌　25　(4-2)　811-814　2001年4月
出版者・発行元： The Magnetics Society of Japan
DOI： 10.3379/jmsjmag.25.811 　

ISSN：0285-0192

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The structure and magnetic properties of Mn-Ir/Co-Fe based bottom-type spin valves (SVs) were investigated as a function of the under-layer thickness. Surface morphology of Ta/Ni-Fe under layers was also investigated with in-situ STM. The SV characteristics, such as magnetoresistance (MR) ratio and interlayer ferromagnetic coupling field (H_in), strongly depend on the underlaid Ni-Fe thickness (d_Ni-Fe). The MR ratio gradually increases with decreasing d_Ni-Fe above 20 Å because of the reduction of shunting current in the Ni-Fe layer. On the contrary, the MR ratio decreases with decreasing d_Ni-Fe below 20 Å. The H_in drops below 20 Å of d_Ni-Fe and shows relatively small values (10 to 20 Oe). These changes of SV characteristics correspond closely to change in film structure: a strong fcc (111) texture of the SV is observed when d_Ni-Fe = 20 Å, but it vanishes when d_Ni-Fe < 20 Å, meaning the grain size is reduced. The surface morphology of a Ta/Ni-Fe under layer also changes drastically at d_Ni-Fe = 20 Å. Distinct grains are observed on the surface of the dNi-Fe under layer on Ta only when d_Ni-Fe = 20 Å. This indicates that inter-diffusion of the Ni-Fe layer is less than 20 Å thick with a Ta layer. We conclude that the drastic change of film structure resulting in the change of SV characteristics is due to the inter-diffused Ni-Fe-Ta layer, which promotes the grain growth of the remaining Ni-Fe layer and the SV grown on it.
微量酸素添加スパッタ雰囲気中で作製したCo-Fe/Cu多層膜のGMR効果査読有り

三浦聡, 新井秀雄, 角田匡清, 高橋研

日本応用磁気学会誌　25　(4-2)　815-818　2001年4月
出版者・発行元： The Magnetics Society of Japan
DOI： 10.3379/jmsjmag.25.815 　

ISSN：0285-0192

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Co-Fe/Cu multilayers having Cu layer thickness in the second peak of MR oscillation were fabricated under a sputtering atmosphere with a small amount of oxygen introduced as an impurity. Their giant magnetoresistance effect was investigated as a function of the partial pressure of oxygen introduction, P_O2, from 3×10^-10 Torr to 1×10^-6 Torr. Magnetoresistance (MR) ratio increased with increasing P_O2 up to 5×10^-8 Torr. The surface roughness decreased from 6 Å to 2 Å with increasing P_O2. Such changes of MR ratio and surface roughness versus P_O2 correspond closely to the changes in Co/Cu multilayers having Cu layer thickness in the first peak of MR oscillation. The maximum field sensitivity of 0.28 % / Oe was obtained at P_O2 = 1×10^-7 Torr.
磁界中熱処理による強磁性／反強磁性多結晶積層膜の交換磁気異方性の可逆的方向制御査読有り

角田匡清, 橋本崇彦, 甲野藤真, 高橋研

日本応用磁気学会誌　25　(4-2)　827-830　2001年4月
出版者・発行元： The Magnetics Society of Japan
DOI： 10.3379/jmsjmag.25.827 　

ISSN：0285-0192

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The magnetic torque of ferromagnetic/antiferromagnetic (F/AF) bilayers was analyzed to elucidate the single spin ensemble model (SSE model) as a mechanism of directional control of exchange anisotropy by thermal annealing in a magnetic field. An Ni-Fe 50 Å/Mn₇₄Ir₂₆ 50 Å polycrystalline bilayer, having a blocking temperature of 220°C, was annealed at 280°C for one hour, then cooled to room temperature under an external applied field, H_a = 1 kOe. This procedure was performed four times in succession on the same bilayer, changing the H_a direction. Exchange anisotropy was induced along the respective H_a directions, while their strength did not change at all. The reversible induction of the exchange anisotropy is well explained by the change of distribution of AF spin directions of the Mn-Ir grains, according to the SSE model. We conclude that the two-dimensional random distribution of magnetic anisotropy axes of the AF grains in the film plane, used in the SSE model, is an indispensable factor in controling the direction of exchange anisotropy of F/AF bilayers.
Ultra-clean sputtering process for magnetic thin films on hard disk drives 査読有り

M Takahashi, M Tsunoda, H Shoji

VACUUM　59　(2-3)　814-824　2000年11月

DOI： 10.1016/S0042-207X(00)00352-3 　

ISSN：0042-207X
Magnetic anisotropy and rotational hysteresis loss in exchange coupled Ni-Fe/Mn-Ir films 査読有り

M Tsunoda, Y Tsuchiya, T Hashimoto, M Takahashi

JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　87　(9)　4375-4388　2000年5月

DOI： 10.1063/1.373081 　

ISSN：0021-8979
Magnetic anisotropy in antiferromagnetic layers affecting exchange bias of Ni-Fe/Mn-Ir bilayers 査読有り

K Yagami, M Tsunoda, M Takahashi

JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　87　(9)　4930-4932　2000年5月

DOI： 10.1063/1.373206 　

ISSN：0021-8979
Single spin ensemble model for the change of unidirectional anisotropy constant by annealing on polycrystalline ferromagnetic/antiferromagnetic bilayers 査読有り

M Tsunoda, M Takahashi

JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　87　(9)　4957-4959　2000年5月

DOI： 10.1063/1.373214 　

ISSN：0021-8979
Field independent rotational hysteresis loss on exchange coupled polycrystalline Ni-Fe/Mn-Ir bilayers 査読有り

M Tsunoda, M Takahashi

JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　87　(9)　6415-6417　2000年5月

DOI： 10.1063/1.372723 　

ISSN：0021-8979
Extremely clean sputtering process for spin valves: exchange anisotropy and spin-dependent transport 査読有り

M Takahashi, M Tsunoda, K Uneyama

JOURNAL OF MAGNETISM AND MAGNETIC MATERIALS　209　(1-3)　65-70　2000年2月

DOI： 10.1016/S0304-8853(99)00647-2 　

ISSN：0304-8853
対向タ-ゲット式スパッタ法によるMgO単結晶基板上へのNi-Fe/Mn-Ni積層膜のエピタキシャル成長査読有り

甲野藤真, 角田匡清, 高橋研

日本応用磁気学会誌　24　(4)　631-634　2000年
出版者・発行元： The Magnetics Society of Japan
DOI： 10.3379/jmsjmag.24.631 　

ISSN：0285-0192

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Ni-Fe / Mn-Ni bilayers were fabricated at room temperature on MgO{100} and MgO{110} single-crystal substrates by the facing-targets dc sputtering method. The Ni-Fe layer was deposited by applying a bias voltage. After the deposition of the Ni-Fe layer, an Mn-Ni layer was deposited on the Ni-Fe layer. The Ni-Fe and γ-Mn-Ni layers were grown by epitaxy and highly oriented in their crystal axes in the film plane. In the case of the MgO{100} substrate, the preferred orientations of Ni-Fe and γ-Mn-Ni were (001), and the directions of Ni-Fe[100] and γ-Mn-Ni[100] were parallel to MgO[100]. The crystal structure of γ-Mn-Ni was fct, and c/a decreased from 1.01 to 0.984 when the Mn-Ni layer thickness increased from 200 to 1000 Å. In the case of the MgO{110} substrate, the preferred orientations of Ni-Fe and γ-Mn-Ni were (110), and the directions of Ni-Fe[001] and γ-Mn-Ni[001] were parallel to the direction of MgO[001]. The crystal structure of γ-Mn-Ni was fct (c/a = 0.978).
面内高配向Ni-Fe/Mn-Ni交換結合膜の磁気トルク解析から求めた反強磁性層の磁気異方性査読有り

甲野藤真, 角田匡清, 高橋研

日本応用磁気学会誌　24　(4)　635-638　2000年
出版者・発行元： The Magnetics Society of Japan
DOI： 10.3379/jmsjmag.24.635 　

ISSN：0285-0192

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The magnetic anisotropy of the antiferromagnetic layer of Ni-Fe/Mn-Ni exchange-coupled bilayers was investigated by magnetic torque analysis. The Ni-Fe/Mn-Ni bilayers were highly oriented in their crystal-lographical axes in the film plane by epitaxial growth on MgO{110} single-crystal substrate. The magnetic anisotropy energy estimated from the saturated amplitude of torque curves is 6.4 x 10⁵ erg/cm³. The symmetry of the magnetic anisotropy reflects the crystallographic symmetry of the antiferromagnetic layer. The easy axis of the magnetic anisotropy is independent of the direction of the applied field during the film deposition. We conclude that the origin of the magnetic anisotropy of the antiferromagnetic layer is magnetocrystalline anisotropy.
蒸着法で作製したNi-Fe/Mn-(Ni-Fe)積層膜の構造と交換磁気異方性査読有り

甲野藤真, 佐藤岳, 角田匡清, 高橋研

日本応用磁気学会誌　24　(4)　639-642　2000年
出版者・発行元： The Magnetics Society of Japan
DOI： 10.3379/jmsjmag.24.639 　

ISSN：0285-0192

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The correlation between the microstructure of the antiferro-magnetic (AF) layer and the unidirectional anisotropy constant (J_k) measured at room temperature was investigated for Ni-Fe 500 Å/Mn_1-x(Ni-Fe)_x 500 Å (x = 0.2-0.5) bilayers. The bilayers were fabricated on the glass substrate with and without a 60-Å-thick Ti buffer layer by the vacuum evaporation method. In the bilayers fabricated directly on the glass substrate, the grain size of the AF layer was about 120 Å and J_k was about 0.02 erg/cm² in the as-deposited state, when x = 0.2-0.3. On the other hand, when the Ti bufffer layer was used, the grain size of the AF layer was enlarged to 200 Å, and J_k was enhanced to 0.06 erg/cm². After annealing at 280°C, the J_k value of the bilayer using the Ti buffer layer reached 0.18 erg/cm², which is 1.5 times larger than without the Ti buffer layer. We concluded that enlargement of the AF grain is one of key factors for enhancing the exchange anisotropy of a ferromagnetic/AF bilayer.
Effect of Ir content and sputtering conditions on unidirectional anisotropy of Ni-Fe/Mn-Ir films fabricated under the extremely clean sputtering process 査読有り

K Yagami, M Tsunoda, S Sugano, M Takahashi

IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS　35　(5)　3919-3921　1999年9月

DOI： 10.1109/20.800708 　

ISSN：0018-9464
極清浄プロセスとスピンバルブGMR薄膜招待有り査読有り

高橋研, 角田匡清

日本応用磁気学会誌　23　(7)　1841-1847　1999年7月
出版者・発行元：日本応用磁気学会
ISSN：0285-0192

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To induce adequate magnetic properties in metallic thin-film devices such as recording media and heads, it is becoming more and more important to control their microstructure. Since impurities in the sputtering atmosphere strongly affect the initial film growth, a highly purified atmosphere is required for thin-film device fabrication, in order to improve the microstructural controllability of the sputter-deposition process. In the present study, we developed a specialized multi-sputtering and used it to fabricate ultrathin spin-valve GMR films. The newly developed sputtering system makes it possible a 10^<-12> Torrvacuum condition and to supply ultra-clean processing gases. An MR ratio of 9.7% was achieved in an optimized spin-valve, sub./Ta/Ni-Fe/Co/Cu/Co/Mn-Ir/Ta, even with a total thickness of only 148Å except for the capping Ta layer. When the same structure was fabricated by degrading the base pressure of chamber to 10^<-7> Torr, the exchange-biasing effect was no longer observed, and the MR ratio suddenly dropped to 0.9%. The extremely clean sputtering process is concluded to be highly effective for realizing ultra-thin-film devices with excellent magnetic properties.
Drastic change of giant magnetoresistance of Co/Cu multilayer by decreasing residual impurities in sputtering atmosphere 査読有り

S Miura, M Tsunoda, T Nagatsuka, S Sugano, M Takahashi

JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　85　(8)　4463-4465　1999年4月

DOI： 10.1063/1.370375 　

ISSN：0021-8979
Enhanced exchange anisotropy of Ni-Fe/Mn-Ni bilayers fabricated under the extremely clean sputtering process 査読有り

M Tsunoda, K Uneyama, T Suzuki, K Yagami, M Takahashi

JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　85　(8)　4919-4921　1999年4月

DOI： 10.1063/1.369142 　

ISSN：0021-8979
Orientational dependence of the exchange biasing in Ni-Fe/Mn1-xNix (x = 0.11, 0.18, 0.23) bilayers 査読有り

M Konoto, M Tsunoda, M Takahashi

JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　85　(8)　4925-4927　1999年4月

DOI： 10.1063/1.369144 　

ISSN：0021-8979
Effect of antiferromagnetic grain size on exchange anisotropy in Ni-Fe/25at%Ni-Mn films 査読有り

Masakiyo Tsunoda, Migaku Takahashi

Journal of the Magnetic Society of Japan　23　(1)　173-175　1999年
出版者・発行元： The Magnetics Society of Japan
DOI： 10.3379/jmsjmag.23.173 　

ISSN：0285-0192

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The correlation between the antiferromagnetic (AF) grain volume, ν_AF and the exchange anisotropy is discussed for Ni-Fe/25 at% Ni-Mn system. In spite of various thickness combination of ferromagnetic (F) and AF layers, the unidirectional anisotropy constant, J_k commonly became large and saturated with increasing ν_AF. The substantial coercivity originated from the AF layer decreased and became constant with increasing ν_AF. These experimental results were well explained by a simple model based on Meiklejohn's single spin model. We concluded that increasing ν_AF is key to induce the exchange anisotropy effectively in F/AF bilayers.
スパッタ法ならびに蒸着法で作製したCu薄膜の初期成長過程査読有り

角田匡清, 芦野雅一, 高橋研, 芝隆司

日本応用磁気学会誌　23　(4)　1233-1236　1999年
出版者・発行元： The Magnetics Society of Japan
DOI： 10.3379/jmsjmag.23.1233 　

ISSN：0285-0192

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Microstructural changes in the initial growth stage of Cu films fabricated by sputtering and evaporation are discussed. During and after deposition, the amplitude V of surface acoustic waves (SAWs) propagated on the piezoelectric substrate through the films deposited on it, and the electrical sheet resistivity of the films, R_sq, were measured. The surface morphology of the films was examined by using an atomic force microscope. As a result, it was found that (1) the critical thicknesses d_p, at which the islands of a film begin to percolate, and d_c, at which the film becomes two-dimensionally continuous, are smaller in sputter-deposited films than in evaporated ones; (2) the surface roughness of sputter-deposited films is smaller than that of evaporated films; and (3) microstructural change that increases the average inter-island spacing is harder to achieve in sputter-deposited films than in evaporated ones.
極清浄雰囲気中で作製したAg-Co薄膜の構造とGMR効果(Cu-Co薄膜との比較) 査読有り

角田匡清, 高橋大輔, 岡原秀登, 高橋研

日本応用磁気学会誌　23　(4)　1341-1344　1999年
出版者・発行元： The Magnetics Society of Japan
DOI： 10.3379/jmsjmag.23.1341 　

ISSN：0285-0192

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The influence of impurities in the sputtering atmosphere on the microstmcture and giant magnetoresistance (GMR) of Ag_100-xCo_x (x = 0-62 at%) thin films was investigated Ag-Co films were prepared on quartz substrates at room temperature, varying the purity of the sputtering atmosphere by changing the base pressure, with 10^-11 Torr for an extremely clean process (XC-process) and 10^-7 Torr for a lower-grade process (LG-process). The correlation between the microstructure and the GMR of Ag-Co films after annealing is discussed It was found that (1) the precipitation of Co particles progressed in the as-deposited films, and the degree of supersaturantion of the matrix phase in the LG-processed films was higher than that in the XC-processed films; (2) the size of the Co particles precipitated in the as-deposited LG-processed films was larger than that in the XC-processed films, and resulted in a higher MR ratio of the as-deposited LG-processed films than that of the XC-processed ones under a maximum applied field of 14 kOe; (3) the magnitude of the MR ratio in the XC-processed films after annealing above 300°C was larger than that in the LG-processed ones, apparently because of the homogeneity of the Co particles of the precipitate.
Influence of impurity gas in the sputtering atmosphere on the microstructure and the GMR in Co/Cu multilayers 査読有り

S Miura, D Takahashi, M Tsunoda, M Takahashi

IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS　34　(4)　936-938　1998年7月

DOI： 10.1109/20.706319 　

ISSN：0018-9464
Microstructure and giant magnetoresistance of Co-Cu granular films fabricated under the extremely clean sputtering process 査読有り

M Tsunoda, K Okuyama, M Ooba, M Takahashi

JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　83　(11)　7004-7006　1998年6月

DOI： 10.1063/1.367625 　

ISSN：0021-8979
Ag蒸着膜の初期成長過程における連続化膜厚と二次元化膜厚査読有り

角田匡清, 伊藤友教, 高橋研, 芝隆司

日本応用磁気学会誌　22　(4-2)　453-456　1998年4月
出版者・発行元： The Magnetics Society of Japan
DOI： 10.3379/jmsjmag.22.453 　

ISSN：0285-0192

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Growth of vapor-deposited Ag films by the coalescence process in the post-nucleation stage is discussed. During and after deposition, the amplitude V of surface acoustic waves (SAW) propagated on the piezoelectric substrate through the films deposited on it, and the electric sheet resistivity of the films, R_sq, were measured. The microstructures of films with various thicknesses d were examined with a scanning electron microscope. As a result, it was found that (1) the thickness d_p at which V reaches a minimum value corresponds to the critical thickness at which the islands of a film begin to percolate, (2) the thickness d_c at which 1/R_sq begins to be proportional to the film thickness corresponds to the critical thickness at which the film becomes two-dimensionally continuous, (3) d_p and d_c become larger with decreasing deposition rate, and (4) in the early coalescence stage (d<d_p), the microstructural change progresses, increasing the average inter-island spacing. From these results, we can conclude that a higher deposition rate is necessary to suppress the microstructural change of islands and to allow fabrication of continuous ultra-thin films.
Crシ-ド上に蒸着したAg薄膜の初期成長過程における構造変化査読有り

角田匡清, 伊藤友教, 高橋研, 芝隆司

日本応用磁気学会誌　22　(4-2)　457-460　1998年4月
出版者・発行元： The Magnetics Society of Japan
DOI： 10.3379/jmsjmag.22.457 　

ISSN：0285-0192

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Structural change in vapor-deposited Ag films on a ultra-thin (< 10 Å) Cr seed layer during the coalescence process is discussed. During and after the deposition, the amplitude of surface acoustic waves (SAW) propagated on the piezoelectric substrate through the films deposited on it and the electric sheet resistivity of the films were measured. The microstructures of films with various thicknesses, d were examined with a scanning electron microscope. As a result, we found that (1) the critical thick-nesses d_p at which the islands of film begin to percolate and d_c at which the film becomes two-dimensionally continuous drastically decreased with increasing seed layer thickness, but (2) Ag films flattened by the Cr seed layer spontaneously tore when the deposition was interrupted at a thickness between d_p and d_c. We conclude that two-dimensionally continuous ultra-thin Ag films thinner than 120Å can be prepared on a 3-Å-thick Cr seed layer by continuous deposition.
清浄雰囲気中で作製したNi-Fe/Cu多層スパッタ膜の構造とGMR効果査読有り

角田匡清, 宮田俊継, 三浦聡, 高橋研

日本応用磁気学会誌　22　(4-2)　545-548　1998年4月
出版者・発行元： The Magnetics Society of Japan
DOI： 10.3379/jmsjmag.22.545 　

ISSN：0285-0192

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The relation between the dry-etching time of the substrate and the magnetoresistance (MR) is discussed for Ni-Fe/Cu multilayers fabricated by a facing-targets sputtering method. The role of the underlying, Ta, Fe, Ni-Fe, or Ni-Fe fabricated in an N₂ mixed sputtering atmosphere (Ni-Fe (N₂)), is also discussed from the viewpoint of the relation between the microstructure and the GMR properties. Dry etching of the substrate surface with RF plasma before film deposition results in a remarkable increase in the MR ratio. An underlying 30-Å-thick Ta layer increased the MR ratio, while a 5-Å-thick Ni-Fe (N₂) underlayer decreased it From an analysis of the structure and magnetic properties of the multilayers, it is concluded that enlargement of the grain diameter in the multilayers led to an enhancement of the interlayer magnetic coupling, and resulted in the remarkable increase in the MR ratio
Effect of surface cleaning of substrate on the exchange coupling field in Ni-Fe/25at%Ni-Mn films 査読有り

M Tsunoda, M Konoto, K Uneyama, M Takahashi

IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS　33　(5)　3688-3690　1997年9月

DOI： 10.1109/20.619539 　

ISSN：0018-9464
Influence of gas adsorption at the interface on the exchange coupling field of Ni-Fe/25at%Ni-Mn/Ni-Fe films 査読有り

K Uneyama, M Tsunoda, M Takahashi

IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS　33　(5)　3685-3687　1997年9月

DOI： 10.1109/20.619538 　

ISSN：0018-9464
Microstructure of antiferromagnetic layer affecting on magnetic exchange coupling in trilayered Ni-Fe/25 at% Ni-Mn/Ni-Fe films 査読有り

M Tsunoda, Y Tsuchiya, M Konoto, M Takahashi

JOURNAL OF MAGNETISM AND MAGNETIC MATERIALS　171　(1-2)　29-44　1997年7月

DOI： 10.1016/S0304-8853(97)00054-1 　

ISSN：0304-8853
Ni-Fe/25at%Ni-Mn膜の交換結合に及ぼす界面ガス吸着の影響査読有り

釆山和弘, 角田匡清, 甲野藤真, 高橋研

日本応用磁気学会誌　21　(4-2)　517-520　1997年4月
出版者・発行元： The Magnetics Society of Japan
DOI： 10.3379/jmsjmag.21.517 　

ISSN：0285-0192

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The effect of gas adsorption onto the interface on the exchange-coupling field of Ni-Fe/25 at%Ni-Mn film was investigated. Ni-Fe/25 at%Ni-Mn/Ni-Fe trilayer films were prepared on an Si(100) substrate by a facing-targets sputtering method. The lower interface of trilayer films was exposed for 1 hour in various atmospheres controlled by introducing air or N₂ through a variable leak valve. The strength of the exchange coupling, J_k, decreased rapidly when the air pressure during exposure exceeded 1×10^-7 Torr. From the temperature dependence of J_k and cross-sectional TEM observation, it was found that γ-Ni-Mn became easy to separate into α-Mn+θ-NiMn with increasing air pressure, leading to the decrease in J_k at R.T. This structural change in Ni-Mn layer was considered to be caused by the H₂O/O₂ gas adsorption or partial oxidation on the lower Ni-Fe surface, preventing epitaxial growth of γ-Ni-Mn grain on it.
Co/Cu多層膜のGMR効果に及ぼす基板エッチングの影響査読有り

角田匡清, 三浦聡, 釆山和弘, 高橋研

日本応用磁気学会誌　21　(4-2)　553-556　1997年4月
出版者・発行元： The Magnetics Society of Japan
DOI： 10.3379/jmsjmag.21.553 　

ISSN：0285-0192

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The correlation between the cleanness of the substrate and the magnetoresistance (MR) is discussed for Co/Cu multilayers fabricated by a facing-targets sputtering method. Dry-etching of the substrate surface with RF plasma before film deposition results in a remarkable increase in the MR ratio, especially in multilayers whose Cu space layer thickness (d_cu) is from 9Å to 11Å. From an analysis of the structure and magnetic properties of multilayers, it was concluded that an enlargement of the grain diameter in the multilayers led to an enhancement of the interlayer magnetic coupling, and resulted in the remarkable increase in the MR ratio. An exposing study of dry-etched substrates under various atmospheres, confirmed that dry-etching desorbed H₂O and/or O₂ gases from the surface and enhanced the mobility of sputtered adatoms on it.
Ni-Fe/25at%Ni-Mn積層膜の交換結合に及ぼす基板表面クリ-ニングの効果査読有り

角田匡清, 甲野藤真, 釆山和弘, 高橋研

日本応用磁気学会誌　21　(4)　513-516　1997年
出版者・発行元： The Magnetics Society of Japan
DOI： 10.3379/jmsjmag.21.513 　

ISSN：0285-0192

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The effect of gas adsorption onto the substrate on the exchange-coupling field of an Ni-Fe/25 at%Ni-Mn/Ni-Fe film was investigated. Trilayer films were prepared on an Si(100) substrate by the facing-targets sputtering method. The strength of the exchange coupling, J_k, at R.T. increased rapidly when the substrate surface was etched with RF plasma. From analysis of the structure of films, and in view of the temperature dependence of J_k, it was concluded that the increase in J_k was caused by enlargement of the in-plane diameter of γ-Ni-Mn grains epitaxially grown on underlaid Ni-Fe grains. From an exposing study of dry-etched substrate in various atmospheres, dry- etching was considered to desorb H₂O and/or O₂ gasses from the surface and to enhance the mobility of sputtered adatoms, thus causing enlargement of the underlaid NiFe grain size.
Ni-Fe/25at%Ni-Mn積層膜の交換磁気異方性査読有り

角田匡清, 土屋芳弘, 高橋研, 脇山徳雄

日本応用磁気学会誌　20　(2)　393-396　1996年4月
出版者・発行元： The Magnetics Society of Japan
DOI： 10.3379/jmsjmag.20.393 　

ISSN：0285-0192

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Ni-Fe/25 at%Ni-Mn/Ni-Fe trilayer films were prepared on Si(100) substrate by the facing-targets sputtering method. Unidirectional magnetic anisotropy, induced by exchange coupling at the interface between the Ni-Fe and Ni-Mn layers, was observed in the Ni-Fe layer. The strength of the exchange coupling, J_k, was about 0.07 erg/ cm² at R. T. and fell to 0 when the film was heated above 170°C (blocking temperature, T_B). As a result of field cooling in the direction opposite to the easy direction initially induced, the sign of J_k changed from positive to negative, even at temperatures less than T_B. This change in J_k suggests that the Néel temperatures of grains at the interface were broadly distributed.
薄膜初期成長過程に及ぼす金属シ-ド層の効果査読有り

角田匡清, 高橋研, 山多直人, 脇山徳雄, 芝隆司

日本応用磁気学会誌　20　(2)　321-324　1996年2月
出版者・発行元： The Magnetics Society of Japan
DOI： 10.3379/jmsjmag.20.321 　

ISSN：0285-0192

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Ag and Cu films were deposited by vacuum evaporation on a LiNbO₃ single-crystal substrate on which surface acoustic waves (SAW) at 45 MHz were propagating. Prior to the deposition, ultra-thin Ti, Cr, Cu, and Ag films were fabricated as seed layers. The coalescence processes in an earlier stage of the film growth were investigated by measuring the SAW amplitudes during deposition. The critical thickness, at which the film structure changes from islandlike to continuous, was found to decrease with increasing seed thickness, except in the case of Cu films deposited on Ag seed layers. Ag films deposited on ultra-thin seed layers had topologically smooth surfaces in comparison with films directly deposited on the substrate. These results suggest that islands of the seed layer capture the adatoms diffused over the substrate surface and become the growth centers for the subsequent film deposition.
弾性表面波で励振された基板上に作製した金属薄膜の初期成長過程査読有り

角田匡清, 山多直人, 高橋研, 脇山徳雄, 芝隆司

日本応用磁気学会誌　19　(2)　317-320　1995年4月

DOI： 10.3379/jmsjmag.19.317 　
GIANT MAGNETO-OPTICAL TRANSITION FOR Pt SUBSTITUTED MnSb FILMS WITH NiAs STRUCTURE (Invited) 査読有り

M.TAKAHASHI, H.SHOJI, M.TSUNODA, S.SAITO, T.WAKIYAMA, Y.TAKEDA, Y.ITAKURA

Journal of the Magnetic Society of Japan　19, S1　(1)　23-28　1995年
出版者・発行元：社団法人日本磁気学会
DOI： 10.3379/jmsjmag.19.S1_23 　

ISSN：0285-0192

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MnSbPt films (thickness of 1000Å) with the concentration of 50at%Mn. 44at%Sb and 6at%Pt annealed 300°C showed giant Kerr rotation angle of about 0.9° at short wavelength of λ=500nm. The results of structural analysis with X-ray and NMR revealed that the giant Kerr rotation angle observed in present films is closely related to the MnSb compound including Pt atom in NiAs structure. The experiments using powder alignment samples prepared under external magnetic field showed that the direction of the easy axis of magnetization of present MnSbPt with NiAs structure was found to change from c-plane to c-axis with increasing Pt concentration.
RECENT NEW EXPERIMENTS IN MAGNETIC THIN-FILM FABRICATION - PLASMA NITRIDING AND SAW EXCITING SUBSTRATE 招待有り査読有り

M TAKAHASHI, H SHOJI, M TSUNODA

JOURNAL OF MAGNETISM AND MAGNETIC MATERIALS　134　(2-3)　403-418　1994年6月

DOI： 10.1016/0304-8853(94)00151-0 　

ISSN：0304-8853
弾性表面波で励振された基板上への金属薄膜の作成とその構造制御査読有り

角田匡清, 高橋研, 榊原伸一, 脇山徳雄, 芝_隆司

日本応用磁気学会誌　18　(2)　289-294　1994年4月

DOI： 10.3379/jmsjmag.18.289 　
Giant Magnetoresistance in Co/Cu Multilayers Prepared by Vacuum Evaporation and Sputtering Methods 査読有り

M. Tsunoda, M. Takahashi, T. Miyazaki

IEEE Translation Journal on Magnetics in Japan　9　(3)　133-140　1994年

DOI： 10.1109/TJMJ.1994.4565870 　

ISSN：0882-4959
SURFACE-TOPOLOGY OF METALLIC-FILMS FABRICATED ONTO SUBSTRATES EXCITED BY SURFACE ACOUSTIC-WAVES 査読有り

M TAKAHASHI, S SAKAKIBARA, M TSUNODA, H SHOJI, T WAKIYAMA

JOURNAL OF MAGNETISM AND MAGNETIC MATERIALS　126　(1-3)　62-64　1993年9月

DOI： 10.1016/0304-8853(93)90546-E 　

ISSN：0304-8853
蒸着ならびにスパッタリング法で作製されたCo/Cu多層膜の巨大磁気抵抗効果査読有り

角田匡清, 高橋研, 宮崎照宣

日本応用磁気学会誌　17　(5)　826-831　1993年
出版者・発行元： The Magnetics Society of Japan
DOI： 10.3379/jmsjmag.17.826 　

ISSN：0285-0192

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Co/Cu multilayers were prepared on a glass substrate by both vacuum evaporation and sputtering methods. Pure Cu films were also prepared by the same methods. The surface morphology and resistivity were investigated in order to determine the influence of the preparation methods on the film structure. The MR ratio oscillates with the Cu layer thickness, d_Cu, in sputtered multilayers prepared at low Ar pressure (15 mTorr), whereas it increases monotonically with d_Cu in sputtered multilayers prepared at high Ar pressure (50 mTorr). On the other hand, the MR ratio oscillates with d_Cu only beyond 20Å in evaporated multilayers prepared at a high deposition rate (2Å/s). The MR ratio of the samples prepared at a low deposition rate (0.5Å/s) almost disappears. The AFM investigation of the multilayers and Cu films indicates the existence of a rumpling of the layered structure, with a waving period of 100Å～500Å. The fluctuation of the rumpling is large in multilayers evaporated at a low rate (0.5Å/s) and small in multilayers sputtered at low pressure (15 mTorr). The difference in the MR ratio between the samples prepared by the two methods and in the different conditions is mainly due to the difference of the multilayer stacking structures.
SYNTHESIS OF METAL HYDROXIDE-LAYER SILICATE INTERCALATION COMPOUNDS (METAL = MG(II), CA(II), MN(II), FE(II), CO(II), NI(II), ZN(II), AND CD(II)) 査読有り

K OHTSUKA, M SUDA, M TSUNODA, M ONO

CHEMISTRY OF MATERIALS　2　(5)　511-517　1990年9月

DOI： 10.1021/cm00011a009 　

ISSN：0897-4756
EPITAXIAL-GROWTH OF NICKEL(II) HYDROXIDE ON LAYER SILICATE AND DERIVED NICKEL (LAYER SILICATE) NANOCOMPOSITE 査読有り

K OHTSUKA, J KOGA, M TSUNODA, M SUDA, M ONO

JOURNAL OF THE AMERICAN CERAMIC SOCIETY　73　(6)　1719-1725　1990年6月

DOI： 10.1111/j.1151-2916.1990.tb09819.x 　

ISSN：0002-7820

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MISC 109

Twofold and Fourfold Symmetric Anisotropic Magnetoresistance Effect in A Model with Crystal Field (vol 84, 094710, 2015)

Satoshi Kokado, Masakiyo Tsunoda

JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN　86　(10)　2017年10月

DOI： 10.7566/JPSJ.86.108001 　

ISSN： 0031-9015
19aAU-10 垂直磁化フェリ磁性GdFeCo薄膜に光誘起される巨大スピン波

大河内拓雄, Schneider C. M, 黒田寛人, Arguelles E. F, 坂上護, 笠井秀明, 菅滋正, 木下豊彦, 藤原秀紀, 小嗣真人, Adam R, 高橋宏和, 角田匡清, 塚本新, 関山明, 中村哲也

日本物理学会講演概要集　71　(0)　1005-1005　2016年
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
DOI： 10.11316/jpsgaiyo.71.1.0_1005 　

ISSN： 2189-079X
招待講演 Fe₄N擬単結晶薄膜の異方性磁気抵抗効果と異常ホール効果 (磁気記録・情報ストレージ)

角田匡清, 鹿原和樹, 古門聡士

電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報　115　(263)　11-14　2015年10月22日
出版者・発行元：電子情報通信学会
ISSN： 0913-5685
21pPSA-33 軟X線光電子顕微鏡によるフェリ磁性体GdFeCoのレーザー励起磁化反転機構の組成・温度依存性の研究

八木智弘, 大沢仁志, Schneider Claus M, 関山明, 菅滋正, 木下豊彦, 大河内拓雄, 藤原秀紀, 小嗣真人, Adam Roman, 高橋宏和, 角田匡清, 塚本新, 中村哲也

日本物理学会講演概要集　70　(0)　1106-1106　2015年
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
DOI： 10.11316/jpsgaiyo.70.1.0_1106 　

ISSN： 2189-079X
27aPS-121 高次高調波を用いた内殻共鳴磁気光学測定装置開発と時間分解への展望(27aPS 領域3ポスターセッション,領域3(磁性))

山本真吾, 染谷隆史, 板谷治郎, 保原麗, 藤澤正美, 吉田力矢, 山本貴士, 中村哲也, 角田匡清, 山本達, 辛埴, 松田巌

日本物理学会講演概要集　69　(1)　503-503　2014年3月5日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
7pPSA-26 軟X線光電子顕微鏡によるフェリ磁性体GdFeCoのレーザー励起磁化反転機構の研究(7pPSA 領域3ポスターセッション(スピントロニクス,表面・界面磁性,実験技術,磁性一般),領域3(磁性))

八木智弘, 大沢仁志, Schneider Claus M, 関山明, 菅滋正, 木下豊彦, 大河内拓雄, 藤原秀紀, 小嗣真人, Adam Roman, 高橋宏和, 角田匡清, 塚本新, 中村哲也

日本物理学会講演概要集　69　(0)　279-279　2014年
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
25aPS-14 強磁性体の異方性磁気抵抗効果 : 結晶場を考慮に入れた模型での磁化方向依存性(領域3ポスターセッション(スピントロニクス・表面・界面磁性・マルチフェロイクス・遍歴磁性・磁性一般),領域3(磁性,磁気共鳴))

古門聡士, 角田匡清

日本物理学会講演概要集　68　(2)　365-365　2013年8月26日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
26pEJ-10 SASE型自由電子レーザーを用いた磁気光学効果測定システムの開発(26pEJ 光誘起相転移(酸化物・強相関・超伝導),領域5(光物性))

山本真吾, 藤澤正美, 保原麗, 山本達, 中村哲也, 藤川和志, 湯川龍, 田口宗孝, 大浦正樹, 富樫格, 角田匡清, 辛埴, 松田巌

日本物理学会講演概要集　68　(1)　801-801　2013年3月26日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
18pPSA-10 強磁性体の異方性磁気抵抗効果の理論的研究 : 立方対称結晶場での磁化方向依存性(18pPSA 領域3ポスターセッション(スピントロニクス・薄膜・人工格子・表面・スピングラス・磁気共鳴・実験技術・磁性一般),領域3(磁性,磁気共鳴))

古門聡士, 角田匡清, 針谷喜久雄, 佐久間昭正

日本物理学会講演概要集　67　(2)　402-402　2012年8月24日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
21aPS-19 種々の強磁性体の異方性磁気抵抗効果の理論的研究(21aPS 領域3ポスターセッション,領域3(磁性,磁気共鳴))

古門聡士, 角田匡清, 針谷喜久雄, 佐久間昭正

日本物理学会講演概要集　66　(2)　376-376　2011年8月24日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
Fe₄N薄膜の放射光メスバウアー分光測定

壬生攻, 角田匡清, 瀬戸誠, 駒崎洋亮, 田中雅章, 北尾真司, 小林康浩, 依田芳卓

日本物理学会講演概要集　66　(1)　485-485　2011年3月3日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
28aHE-4 パルスレーザーを用いた垂直磁化GdFeCo薄膜の光誘起磁化反転(28aHE 領域3,領域9合同表面・界面磁性,領域9(表面・界面,結晶成長))

大河内拓雄, 福島和亮, 山口淳一, 磯上慎二, 中村哲也, 児玉謙司, 藤原秀紀, 菅滋正, 木下豊彦, 小嗣真人, 角田匡清, 塚本新, 関山明, 新井邦明

日本物理学会講演概要集　66　(0)　938-938　2011年
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
DOI： 10.11316/jpsgaiyo.66.1.4.0_938_2 　

ISSN： 1342-8349
23pJB-12 円偏光パルスレーザーによるGdFeCo薄膜の高速磁化反転のダイナミクス(23pJB 領域9,領域3合同表面磁性,領域9(表面・界面,結晶成長))

大河内拓雄, 福島和亮, 山口淳一, 磯上慎二, 中村哲也, 児玉謙司, 藤原秀紀, 菅滋正, 木下豊彦, 小嗣真人, 角田匡清, 塚本新, 関山明, 新井邦明

日本物理学会講演概要集　66　(0)　936-936　2011年
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
DOI： 10.11316/jpsgaiyo.66.2.4.0_936_3 　

ISSN： 1342-8349
パルスマグネットを用いた強磁場軟X線MCD測定技術の開発

中村哲也, 鳴海康雄, 広野等子, 児玉謙司, 林美咲, 磯上慎二, 高橋宏和, 角田匡清, 伊東航, 梅津理恵, 金道浩一, 貝沼亮介, 野尻浩之, 木下豊彦

日本磁気学会学術講演概要集　34th　83　2010年9月4日

ISSN： 1882-2959
22pGL-11 Ir L_3吸収端共鳴磁気散乱によるCo_<1-x>Fe_x/MnIr交換バイアス膜における界面交換結合の符号とIr誘起磁化の方向(22pGL 領域3,領域9合同表面・界面磁性,領域9(表面・界面,結晶成長))

細糸信好, 山岸隆一郎, 児玉謙司, 高橋宏和, 角田匡清

日本物理学会講演概要集　65　(1)　955-955　2010年3月1日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
高性能Mn-Ir基交換磁気異方性材料の開発

角田匡清

まぐね　5　(3)　115-126　2010年3月
出版者・発行元：日本磁気学会
ISSN： 1880-7208
20aHS-8 硬X線フーリエ変換ホログラフィー法によるCo/Pt磁気ドットの観察(20aHS X線・粒子線(X線),領域10(誘電体,格子欠陥,X線・粒子線,フォノン))

鈴木基寛, 近藤祐治, 高橋信吾, 磯上慎二, 角田匡清, 石尾俊二

日本物理学会講演概要集　65　(0)　968-968　2010年
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
23pRG-8 パルス強磁場を用いた軟X線MCD測定技術の開発(23pRG 光電子分光・放射光真空紫外分光・MCD・X線発光,領域5(光物性))

中村哲也, 梅津理恵, 金道浩一, 貝沼亮介, 野尻浩之, 木下豊彦, 鳴海康雄, 広野等子, 児玉謙司, 林美咲, 磯上慎二, 高橋宏和, 角田匡清, 伊東航

日本物理学会講演概要集　65　(0)　683-683　2010年
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
DOI： 10.11316/jpsgaiyo.65.2.4.0_683_3 　

ISSN： 1342-8349
CS-8-1 超高密度ハードディスク用再生ヘッドの材料・プロセス技術(CS-8.次世代情報ストレージ技術の動向,シンポジウムセッション)

角田匡清, 高橋研

電子情報通信学会総合大会講演論文集　2009　(2)　"S-59"-"S-60"　2009年3月4日
出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会
28pRE-8 硬X線フーリエ変換ホログラフィー法の開発(28pRE 領域10,領域5合同 X線・粒子線(X線),領域10(誘電体,格子欠陥,X線・粒子線,フォノン物性))

鈴木基寛, 磯上慎二, 角田匡清, 野村健二, 淡路直樹, 中村哲也

日本物理学会講演概要集　64　(0)　955-955　2009年
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
DOI： 10.11316/jpsgaiyo.64.1.4.0_955_4 　

ISSN： 1342-8349
Extreme Nano-structure Control by Sputtering for the High Density Perpendicular Recording Media and Head

Migaku Takahashi, Masakiyo Tsunoda, Shin Saito

ECS Transactions　16　(45)　19-35　2009年

DOI： 10.1149/1.3140007 　
CoFeB/MgO/CoFeB強磁性トンネル接合膜の積層界面制御による障壁膜配向制御とトンネル磁気抵抗効果

角田匡清, 高橋研

真空　51　(9)　583-588　2008年10月
出版者・発行元：日本真空協会
DOI： 10.3131/jvsj2.51.583 　

ISSN： 1882-2398

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Crystallographic orientation of the MgO barrier in sputter-deposited CoFeB/MgO/CoFeB magnetic tunnel junctions (MTJs) and its effect on tunnel magnetoresistance (TMR) were investigated. The degree of MgO(001) orientation was estimated with the integral intensity ratio (I₍₂₀₀₎/I₍₂₂₀₎) of diffraction lines from MgO(200) and MgO(220) planes obtained in grazing incident x-ray diffraction profiles. The main results are stated as follows. (1) I₍₂₀₀₎/I₍₂₂₀₎~4, meaning the (001) orientation of MgO, is realized when the underlaid CoFeB maintains amorphous structure, meanwhile MgO on bcc(110)-oriented CoFe shows (111) orientation (I₍₂₀₀₎/I₍₂₂₀₎=0). (2) The prevention of epitaxial growth on hcp(00.1)-oriented Ru layer is effective to maintain amorphous structure of CoFeB. (3) The achievable TMR ratio after high temperature (280°C-450°C) annealing is mainly dominated by the MgO orientation and giant TMR ratio exceeding 200% is only obtained with I₍₂₀₀₎/I₍₂₂₀₎≥3.4, while the resistance area product is independent of I₍₂₀₀₎/I₍₂₂₀₎.
22aPS-22 フーリエ変換ホログラフィーによる磁気ドメイン観察の試行(22aPS 領域5ポスターセッション,領域5(光物性))

中村哲也, 鈴木基寛, 淡路直樹, 土井修一, 野村健二, 磯上慎二, 角田匡清

日本物理学会講演概要集　63　(0)　655-655　2008年
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
DOI： 10.11316/jpsgaiyo.63.2.4.0_655_1 　

ISSN： 1342-8349
24pWK-9 共鳴X線磁気反射率によるCoFe/MnIr交換バイアス二層膜界面のIrスピン分極の検出(24pWK 薄膜・人工格子磁性,表面・界面磁性,領域3(磁性,磁気共鳴))

児玉謙司, 細糸信好, 山岸隆一郎, 角田匡清, 磯上慎二

日本物理学会講演概要集　63　(0)　482-482　2008年
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
Facile synthesis, phase transfer, and magnetic properties of monodisperse magnetite nanocubes

J. U. Cho, D. K. Kim, T. X. Wan, S. Isogami, M. Tsunoda, M. Takahashi, Y. K. Kim

IEEE Transaction on Magnetics　44　(11)　2547-2550　2008年

DOI： 10.1109/TMAG.2008.2001786 　
交換バイアス反強磁性材料

角田匡清

金属　77　(9)　58-65　2007年9月
出版者・発行元：アグネ技術センター
21pWD-2 窒化鉄薄膜の偏極中性子回折による巨大磁気モーメントの検証(薄膜・人工格子磁性,領域3,磁性,磁気共鳴)

武田全康, 加倉井和久, 須永和晋, 角田匡清, 高橋研

日本物理学会講演概要集　62　(2)　436-436　2007年8月21日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
機能性薄膜作製のためのスパッタリングターゲット―技術課題と今後への指針―

高橋研, 斉藤伸, 角田匡清

真空　50　(1)　22-27　2007年1月
出版者・発行元：日本真空協会
Mn3Ir反強磁性合金による巨大交換バイアス

角田匡清, 三俣千春, 中村哲也, 高橋研

日本応用磁気学会第150回研究会資料　19-28　2006年
超高密度ストレージ用極薄磁性膜の微細組織・界面制御

高橋研, 角田匡清, 斉藤伸

表面技術　56　(10)　558-564　2005年11月
出版者・発行元： The Surface Finishing Society of Japan
DOI： 10.4139/sfj.56.558 　

ISSN： 0915-1869
Mn₃Ir/Co-Fe積層膜の巨大交換磁気異方性

角田匡清, 今北健一, 高橋研

日本応用磁気学会誌　29　(7)　722-731　2005年7月
出版者・発行元：日本応用磁気学会
ISSN： 0285-0192

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The exchange anisotropy of Mn_<1-x>Ir_x/Co_<70>Fe_<30> bilayers fabricated on a Cu or Ru underlayer while changing the substrate temperature (T_) during the deposition of the Mn-Ir layer was investigated in relation to the crystallographic structure of the Mn-Ir layer. The unidirectional anisotropy constant (J_K) of bilayers with x=0.27 varied markedly as a function of T_. After thermal annealing of the bilayers at 320℃ in a magnetic field of 1 kOe, J_K increased steeply from 0.3erg/cm^2 to 1.3erg/cm^2 as T_ was raised from room temperature to 170℃. The blocking temperature was simultaneously enhanced from 270℃ to 360℃. X-ray diffraction profiles showed that ordered Mn_3Ir phase was formed in the antiferromagnetic layer as T_ was increased. Giant J_K and the formation of Mn_3Ir phase were observed in bilayers within the range 0.22≤x≤0.32. The coincidence of the enhanced J_K and the increased degree of order of the Mn-Ir layer strongly suggests that the Mn_3Ir phase is the origin of the giant J_K and the high blocking temperature. The dependence of the exchange anisotropy of polycrystalline Mn_3Ir/Co_<70>Fe_<30> bilayers on the antiferromagnetic layer thickness (d_<AF>) was also investigated, and the following findings were obtained. A maximum unidirectional anisotropy constant (J_K) of 1.3erg/cm^2 is obtained at d_<AF>=10nm. The critical thickness of d_<AF>, where J_K becomes half of its maximum value, is less than 5nm, and is comparable to that of a bilayer containing disordered Mn-Ir. The blocking temperature (T_B) is enhanced by several tens of degrees as a result of the ordering of the Mn-Ir layer.
Mn-Ir / Co-Fe積層膜の巨大交換磁気異方性

角田匡清, 今北健一, 高橋研

日本応用磁気学会第140回研究会資料　11-19　2005年
微量酸素添加成膜による巨大磁気抵抗(GMR)／トンネル磁気抵抗(TMR)多層膜の積層界面平坦化

角田匡清, 高橋研

真空　48　(1)　34-38　2005年
出版者・発行元： Vacuum Society of Japan
DOI： 10.3131/jvsj.48.34 　

ISSN： 0559-8516
結晶配向面の異なるMn-Ir/Co-Feエピタキシャル交換結合膜の磁化過程観察

佐藤岳, 角田匡清, 柴田雅博, 仲真美子, 高橋研

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　28　424-424　2004年9月21日
Mn-Ir/Co-Fe多結晶積層膜の巨大交換磁気異方性

今北健一, 角田匡清, 高橋研

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　28　426-426　2004年9月21日
面内高配向Mn-Ir/Ni-Fe交換結合膜の反強磁性層の磁気異方性の温度依存性

角田匡清, 柴田雅博, 佐藤岳, 高橋研

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　28　425-425　2004年9月21日
種々のN濃度を有するγ'-Fe-N/Cu多層膜の合成と磁気モーメント

須永和晋, 角田匡清, 高橋研

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　28　503-503　2004年9月21日
高濃度オゾン酸化法を用いて作製した強磁性トンネル接合膜

吉村哲, 成澤洋祐, 角田匡清, 高橋研

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　28　118-118　2004年9月21日
Al-N絶縁層を有するトンネル接合膜のTMR特性に及ぼす窒化種の影響

角田匡清, 庄山敏弘, 吉村哲, 高橋研

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　28　114-114　2004年9月21日
Mg-Oバリアを用いた多結晶強磁性トンネル接合膜の作製

吉村哲, 野澤俊晴, 成澤洋祐, 角田匡清, 高橋研

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　28　119-119　2004年9月21日
巨大面内結晶粒構造を有する下部電極膜を用いた強磁性トンネル接合膜の構造と磁気輸送特性

今北健一, 角田匡清, 高橋研

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　28　117-117　2004年9月21日
酸素添加成膜法による金属膜の平坦化とそれによるトンネル接合膜のTMR特性の改善

吉村哲, 庄山敏弘, 野澤俊晴, 角田匡清, 高橋研

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　28　116-116　2004年9月21日
トンネル接合膜のTMR特性に及ぼすAl-N絶縁層へのイオン照射の効果

角田匡清, 渡辺義彦, 今北健一, 吉村哲, 高橋研

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　28　115-115　2004年9月21日
Development of exchange bias in IrMn3 based tunnel junctions

VK Sankaranarayanan, YK Hu, CG Kim, CO Kim, M Tsunoda, M Takahashi

PHYSICA STATUS SOLIDI A-APPLIED RESEARCH　201　(8)　1688-1691　2004年6月

DOI： 10.1002/pssa.200304540 　

ISSN： 0031-8965
Temperature dependence of exchange coupling in Mn75Ir25/Co70Fe30/AlOx/Co70Fe30/Ni80Fe20 MTjs

YK Hu, SM Yoon, JJ Lim, VK Sankaranarayanan, CG Kim, CO Kim, M Tsunoda, M Takahashi

PHYSICA STATUS SOLIDI A-APPLIED RESEARCH　201　(8)　1700-1703　2004年6月

DOI： 10.1002/pssa.200304651 　

ISSN： 0031-8965
強磁性トンネル接合膜用バリア層材料

角田匡清, 吉村哲, 高橋研

まてりあ　43　(3)　492-497　2004年6月
出版者・発行元： The Japan Institute of Metals and Materials
DOI： 10.2320/materia.43.492 　

ISSN： 1340-2625
強磁性／反強磁性積層膜の交換磁気異方性―反強磁性層の磁気異方性とその役割―

角田匡清, 高橋研

日本応用磁気学会誌　28　(2)　55-65　2004年2月
出版者・発行元：日本応用磁気学会
ISSN： 0285-0192

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The origin of magnetic anisotropy of the antiferromagnetic layer and its role in the magnetization process of exchange-coupled ferromagnetic(F)/antiferromagnetic(AF) bilayers are discussed. Magnetic torque analysis of pseudo-single crystalline F/AF bilayers strongly suggests that the magnetocrystalline anisotropy of the antiferromagnet is the origin of magnetic anisotropy of the AF layer. According to the simple exchange anisotropy model established by Meiklejohn and Bean (1957), magnetic torque curves were analyzed for pseudo-single crystalline Ni-Fe/Mn-Ni and Mn-Ir/Ni-Fe bilayers, the AF layer thicknesses of which are less than the critical value necessary to induce an exchange bias field. The anisotropy energies of Mn_<82>Ni_<18> and Mn_<75>Ir_<25> were determined in (110)-(001)-, (111)-planes from the saturation torque amplitude of the pseudo-single crystalline bilayers with the respective crystallographic orientation. We introduce a single spin ensemble model for polycrystalline bilayers, taking into account the two-dimensional random distribution of the magnetic anisotropy axes of AF grains. We also successfully elucidate the exchange anisotropy features, such as blocking temperature, reversible directional control by field cooling, critical AF layer thickness, and changes of unidirectional anisotropy constant by thermal annealing, with a single spin ensemble model, in relation to the role of the magnetic anisotropy of the AF layer.
強磁性トンネル接合膜用バリア層材料とその形成プロセス

角田匡清

日本金属学会セミナー・テキスト最先端スピンエレクトロニクス技術の基礎と応用　19-27　2004年
微量酸素添加成膜による極薄金属膜の平坦化技術

角田匡清, 高橋研

日本真空協会Ｈ16.6 研究例会資料　12-18　2004年
マイクロ波励起プラズマによるAl膜の酸化過程

吉村哲, 庄山敏弘, 野澤俊晴, 尹大植, 角田匡清, 高橋研

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　27　426-426　2003年9月1日

ISSN： 1340-8100
BCC固溶体下地層上に作製したCu膜の面内結晶粒径の増大

今北健一, 角田匡清, 高橋研

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　27　457-457　2003年9月1日

ISSN： 1340-8100
マイクロ波励起プラズマによる種々の酸化物絶縁膜の形成

吉村哲, 庄山敏弘, 角田匡清, 高橋研

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　27　427-427　2003年9月1日

ISSN： 1340-8100
マイクロ波励起プラズマ窒化法で作成した強磁性トンネル接合(II)

角田匡清, 庄山敏弘, 吉村哲, 野澤俊晴, 高橋研

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　27　428-428　2003年9月1日

ISSN： 1340-8100
赤外線加熱処理による金属薄膜の巨大粒子化と高平坦化

今北健一, 角田匡清, 高橋研

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　27　456-456　2003年9月1日

ISSN： 1340-8100
結晶配向面の異なるMn-Ir/Co-Feエピタキシャル積層膜の交換磁気異方性

佐藤岳, 角田匡清, 高橋研

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　27　17-17　2003年9月1日

ISSN： 1340-8100
Mn-Ir/Co-Fe多結晶積層膜の長時間熱処理による交換磁気異方性の変化

佐藤岳, 角田匡清, 高橋研

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　27　16-16　2003年9月1日

ISSN： 1340-8100
下地層による薄膜面内結晶粒径の増大とマイクロ波励起プラズマによるトンネル障壁膜の形成プロセス

角田匡清, 今北健一, 吉村哲, 高橋研

日本応用磁気学会第132回研究会資料　132　33-41　2003年

ISSN： 1340-7562
Enhancement of lateral grain growth by novel buffer layer and fabrication process of tunnel barriers by using microwave-excited plasma

角田匡清, 今北健一, 吉村哲, 高橋研

日本応用磁気学会第132回研究会資料　33-41　2003年
金属磁性薄膜の微細組織制御プロセス―超高密度ストレージ用薄膜の粒径制御

角田匡清, 高橋研

信学技報　MR2002　74　2003年
超高密度ストレージ用磁性薄膜成膜技術の動向と展望―ウルトラクリーンプロセス下での微細組織・界面制御―

高橋研, 角田匡清

応用物理　71　(10)　1214-1226　2002年10月
出版者・発行元：応用物理学会
ISSN： 0369-8009
マイクロ波励起プラズマ酸化法で作製した強磁性トンネル接合 : TMR効果に及ぼす希ガスの影響

角田匡清, 西川和宏, 尹大植, 尾形聡, 高橋研

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　26　3-3　2002年9月1日

ISSN： 1340-8100
RLSA放射マイクロ波励起プラズマのプローブ診断と発光分光分析

吉村哲, 尾形聡, 角田匡清, 高橋研

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　26　4-4　2002年9月1日

ISSN： 1340-8100
Mn-Ir/Co-Fe多結晶積層膜における反強磁性粒子の磁気異方性評価

佐藤岳, 角田匡清, 秋池健, 高橋研

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　26　198-198　2002年9月1日

ISSN： 1340-8100
Fe-Si下地層上に作製したCo/Cu多層膜の面内結晶粒径の増大

角田匡清, 高橋大輔, 三浦聡, 高橋研

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　26　191-191　2002年9月1日

ISSN： 1340-8100
BCC固溶体下地層上に作製したCo/Cu多層膜の構造とGMR効果

高橋大輔, 角田匡清, 高橋研

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　26　192-192　2002年9月1日

ISSN： 1340-8100
スピンバルブ膜の自由層磁化過程に及ぼす層間結合磁界の影響

今北健一, 角田匡清, 高橋研

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　25　35-35　2001年9月1日

ISSN： 1340-8100
PtMn/Co-Fe積層膜の交換磁気異方性と反強磁性層の規則化度との相関

佐藤岳, 角田匡清, 高橋研

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　25　30-30　2001年9月1日

ISSN： 1340-8100
Co-Fe/Mn-Ir積層膜の交換磁気異方性の強磁性層組成依存性

角田匡清, 西川和宏, トルステンダム, 橋本崇彦, 高橋研

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　25　28-28　2001年9月1日

ISSN： 1340-8100
高密度低電子温度プラズマを用いて作製した強磁性トンネル接合

西川和宏, 尾形聡, 角田匡清, 高橋研

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　25　340-340　2001年9月1日

ISSN： 1340-8100
高性能スピンバルブの極薄膜化に関するクリーンプロセスの意義

角田匡清, 高橋研

日本応用磁気学会研究会資料　27-33　2001年
スパッタリングプロセス中の不純物制御による機能性磁性薄膜の微細組織制御

高橋研, 角田匡清, D.D.ジャヤプラウィラ

真空　44　(7)　631-638　2001年

DOI： 10.3131/jvsj.44.631 　

ISSN： 0559-8516
成膜雰囲気制御によるCo-Fe/Cu多層膜のGMR効果の高感度化

三浦聡, 大西秀雄, 角田匡清, 高橋研

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　24　316-316　2000年9月1日

ISSN： 1340-8100
Co/Cu多層膜のGMR効果の耐熱性に及ぼす成膜雰囲気清浄性の効果

高橋大輔, 三浦聡, 角田匡清, 高橋研

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　24　318-318　2000年9月1日

ISSN： 1340-8100
Co/Cu多層膜のGMR効果に及ぼすFe-Si下地層の影響

三浦聡, 高橋大輔, 角田匡清, 高橋研

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　24　317-317　2000年9月1日

ISSN： 1340-8100
Ni-Fe/Mn-Ni面内高配向膜による反強磁性膜の磁気異方性解析

甲野藤真, 角田匡清, 高橋研

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　24　406-406　2000年9月1日

ISSN： 1340-8100
シード層制御によるMn-Ir/Co-Fe交換結合膜におけるH_<ex>のエンハンス

屋上公二郎, 角田匡清, 高橋研

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　24　409-409　2000年9月1日

ISSN： 1340-8100
超清浄雰囲気下で作製したSV膜における強磁性的層間結合の低減

屋上公二郎, 今北健一, 角田匡清, 高橋研

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　24　418-418　2000年9月1日

ISSN： 1340-8100
スピンバルブ膜の構造と磁気特性に及ぼす下地層の影響 : In-situ STMによるTa/Ni-Fe下地層表面形態の評価

屋上公二郎, 今北健一, 角田匡清, 高橋研

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　24　419-419　2000年9月1日

ISSN： 1340-8100
Ni-Fe/Mn-Ir多結晶積層膜の交換磁気異方性 : 磁界中熱処理による磁気異方性の方向制御

角田匡清, 橋本崇彦, 高橋研

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　24　407-407　2000年9月1日

ISSN： 1340-8100
Effect of Ir content and sputtering conditions on unidirectional anisotropy of Ni-Fe/Mn-Ir films fabricated under the extremely clean sputtering process (vol 35, pg 3919, 1999)

K Yagami, M Tsunoda, S Sugano, M Takahashi

IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS　36　(3)　612-612　2000年5月

ISSN： 0018-9464
Ne-Fe/Mn-Ir積層膜の構造と交換磁気異方性 -反強磁性膜の磁気異方性とJ_kとの相関-

屋上公二郎, 角田匡清, 高橋研

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　23　24-24　1999年10月1日
強磁性層/反強磁性層多結晶積層膜の交換磁気異方性 -Single spin ensemble model-

角田匡清, 高橋研

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　23　25-25　1999年10月1日
磁気トルク法によるNi-Fe/Mn-Ir積層膜の交換磁気異方性評価 -回転ヒステリシス損失の印加磁界非依存性-

角田匡清, 高橋研

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　23　22-22　1999年10月1日
Ni-Fe/Mn-Ir積層膜の交換磁気異方性と微細構造 -Mn-Ir膜の成膜レートとIr量に対する依存性-

屋上公二郎, 角田匡清, 菅野聡, 高橋研

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　23　23-23　1999年10月1日
Ni-Fe/Mn-Ni面内高配向膜の構造と交換磁気異方性(II) -反強磁性膜の磁気異方性の磁気トルク解析-

甲野藤真, 角田匡清, 高橋研

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　23　15-15　1999年10月1日
極清浄雰囲気中で作製したNi-Fe/M-lr積層膜の交換磁気異方性 -磁気トルク曲線の反強磁性層厚依存性-

角田匡清, 橋本崇彦, 土屋芳弘, 高橋研

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　23　21-21　1999年10月1日
蒸着法で作製したNi-Fe/Mn-(Ni-Fe)積層膜の構造と交換磁気異方性

甲野藤真, 佐藤岳, 角田匡清, 高橋研

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　23　16-16　1999年10月1日
Co/Cu多層膜のGMR効果に及ぼす基板ならびに下地層の影響

三浦聡, 大西秀雄, 角田匡清, 高橋研

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　23　432-432　1999年10月1日
Co/Cu多層膜のGMR効果に及ぼす不純物ガスの影響

三浦聡, 角田匡清, 高橋研

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　23　431-431　1999年10月1日
M-Co(M=Au, Ag, Cu)グラニュラー薄膜の構造と磁気特性 -固容体形成に及ぼす成膜雰囲気中不純物の影響-

高橋大輔, 大西秀雄, 角田匡清, 高橋研

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　23　375-375　1999年10月1日
Ni-Fe/Mn-Ni面内高配向膜の構造と交換磁気異方性(I) -MgO単結晶基板上へのエピタキシャル成長-

甲野藤真, 角田匡清, 高橋研

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　23　14-14　1999年10月1日
磁気トルク法によるNi-Fe/Mn-Ir積層膜の交換磁気異方性評価

角田匡清

日本応用磁気学会学術講演概要集　1999年
極清浄雰囲気中で作製したNi-Fe/Mn-Ir積層膜の交換磁気異方性

角田匡清

第23回日本応用磁気学会学術講演概要集　1999年
極清浄雰囲気中で作製したAg-Co薄膜の構造とGMR効果

角田匡清, 高橋大輔, 岡原秀登, 高橋研

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　22　251-251　1998年9月1日
Ni-Fe/Mn_<1-x>Ni_x積層膜の交換結合に及ぼす結晶配向面変化の影響

甲野藤真, 角田匡清, 高橋研

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　22　193-193　1998年9月1日
Co/Cu多層膜のGMR効果に及ぼす成膜雰囲気中の残留ガスの影響

三浦聡, 角田匡清, 長塚俊也, 菅野聡, 高橋研

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　22　42-42　1998年9月1日
Ni-Fe/Ni-Mn膜の交換結合に及ぼす結晶配向面変化の影響

角田匡清, 甲野藤真, 土屋芳弘, 高橋研

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　21　27-27　1997年10月1日
Co/Cu多層膜のGMR効果へ及ぼす基板エッチングの影響 (GMR効果の温度依存性)

三浦聡, 高橋大輔, 角田匡清, 高橋研

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　21　441-441　1997年10月1日
Co/Cu多層膜のGMR効果へ及ぼす成膜雰囲気の清浄性の影響

三浦聡, 高橋大輔, 角田匡清, 高橋研

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　21　442-442　1997年10月1日
清浄雰囲気中で作製したNiFe/Cu多層スパッタ膜の構造とGMR効果

角田匡清, 宮田俊継, 三浦聡, 高橋研

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　21　440-440　1997年10月1日
Crシード上に蒸着したAg膜の初期成長過程における構造変化

角田匡清, 伊藤友教, 高橋研, 芝隆司

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　21　323-323　1997年10月1日
Ag膜の初期成長過程における連続化膜厚と二次元化膜厚

角田匡清, 伊藤友教, 高橋研, 芝隆司

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　21　322-322　1997年10月1日
Co/Cu多層膜のGMR効果へ及ぼす基板エッチングの影響

角田匡清, 三浦聡, 釆山和弘, 高橋研

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　20　395-395　1996年9月1日
Ni-Fe/Ni_<25>Mn_<75>膜の交換結合に及ぼす界面ガス吸着の影響

釆山和弘, 角田匡清, 甲野藤真, 高橋研

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　20　145-145　1996年9月1日
Ni-Fe/Ni_<25>Mn_<75>膜の交換結合に及ぼす基板表面クリーニングの効果

角田匡清, 甲野藤真, 釆山和弘, 高橋研

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　20　144-144　1996年9月1日
Ni-Fe/Ni_<25>Mn_<75>積層膜の構造と交換磁気異方性

角田匡清, 土屋芳弘, 高橋研

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　20　143-143　1996年9月1日
Ni-Fe/Ni-Mn積層膜の交換磁気異方性

角田匡清, 土屋芳弘, 高橋研, 脇山徳雄

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　19　349-349　1995年9月1日
薄膜初期成長に及ぼすシード層の効果(弾性表面波による評価)

角田匡清, 高橋研, 脇山徳雄, 芝隆司

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　19　515-515　1995年9月1日
Ag薄膜の初期成長過程(弾性表面波による観察)

角田匡清, 伊藤友教, 高橋研, 脇山徳雄, 芝隆司

日本応用磁気学会学術講演概要集 = Digest of ... annual conference on magnetics in Japan　19　512-512　1995年9月1日

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書籍等出版物 3

磁気便覧

日本磁気学会

丸善　2016年1月
薄膜ハンドブック第２版

角田匡清

オーム社　2008年3月

ISBN: 9784274205194
薄膜工学

金原粲, 監修, 白木靖寛, 吉田貞史, 著

2003年3月

講演・口頭発表等 17

AMR and XMCD Study of Pseudo Single Crystal γ’-Fe4N Films 国際会議

M. Tsunoda, H. Takahashi, S. Kokado, T. Nakamura, Y. Komasaki, M. Takahashi

International Conference of AUMS, 2010　2010年12月5日
Magnetic Imaging with Coherent X-rays 国際会議

M. Suzuki, T. Nakamura, N. Awaji, M. Tsunoda

International Conference of AUMS, 2010　2010年12月5日
Lensless Holographic Imaging Using Hard X-rays 国際会議

Motohiro Suzuki, Yuji Kondo, Shinji Isogami, Shingo Takahashi, Shunji Ishio, Tetsuya Nakamura, Kenji Nomura, Naoki Awaji, Masakiyo Tsunoda

The 6th International Workshop on Nano-scale Spectroscopy and Nanotechnology　2010年10月25日
High Performance MgO Magnetic Tunnel Junctions - Materials and Processes - 国際会議

M. Takahashi

The 4th Taiwan International Conference on Spintronics　2008年10月2日
Tailor-Made Nano Structured Materials for Highly Qualified Spin Related Devices – Exchange Coupling and Spin Dynamics – 国際会議

M. Takahashi, M. Tsunoda, S. Saito, T. Ogawa

The 7th IEEE International Conference on Nanotechnology (IEEE-NANO 2007)　2008年8月2日
Formation of MgO(001) barrier on amorphous CoFeB layer and giant magnetoresistance in CoFeB/MgO/CoFeB magnetic tunnel junctions 国際会議

M. Tsunoda, Y. Ashizawa, S. Isogami, H. Ohyama, K. Sunaga, M. Takahashi

The 4th Asian Conference on Crystal Growth and Crystal Technology　2008年5月21日
Process and materials for high performance spintronics devices 国際会議

M. Takahashi, M. Tsunoda

The 3rd Taiwan International Conference on Spintronics　2007年7月31日
Microscopic origin and a role of uncompensated antiferromagnetic spins in Mn-Ir based exchange biased bilayers 国際会議

M. Tsunoda, T. Nakamura, C. Mitsumata, M. Takahashi

1st International Symposium on Advanced Magnetic Materials and Apllications (ISAMMA 2007)　2007年5月28日
Crystallographic structure and giant TMR of CoFeB/MgO/CoFeB MTJs 国際会議

M. Tsunoda, Y. Ashizawa, H. Ohyama, K. Sunaga, M. Takahashi

The 2nd RIEC International Workshop on Spintronics　2007年2月5日
GIANT EXCHANGE ANISOTROPY AND HIGH BLOCKING TEMPERATURE OF Mn₃Ir/Co-Fe BILAYERS 国際会議

M. Tsunoda, M. Takahashi

6TH International Symposium on physics of Magnetic Materials (ISPMM 2005)　2005年9月14日
GIANT EXCHANGE ANISOTROPY OF Mn₃Ir/Co-Fe BILAYERS 国際会議

M. Tsunoda, K. Imakita, M. Takahashi

International Symposium on Spintronics and Advanced Magnetic Technologies and International Symposium on Magnetic Materials and Applications 2005 (ISAMT/SOMMA 2005)　2005年8月24日
Controlled oxidization process for ultra-thin aluminium films in high-performance magnetic tunnel junctions by using microwave-excited plasma with radial line slot antenna 国際会議

International Symposium on Magnetic Materials and Applications (SOMMA)　2003年12月3日
Exchange anisotropy of ferromagnetic/antiferromagnetic bilayers -magnetic anisotropy of antiferromagnet and its role on the exchange bias - 国際会議

18th International Colloquium on Magnetic Films and Surfaces (18th ICMFS)　2003年7月22日
Magnetic Anisotropy of Antiferromagnet in Exchange Coupled Ni-Fe/Mn-Ni Epitaxial Bilayers 国際会議

First Seeheim Conference on Magnetism (SCM2001)　2001年9月7日

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(プロシーディング) physica. status solidi WILEY-VCH 2002 449 457
Exchange anisotropy of ferromagnetic/antiferromagnetic bilayers:intrinsic magnetic anisotropy of antiferromagnetic layer and single spin ensemble mode 国際会議

International Symposium on Physics of Magnetics 2001/International Symposium on Advanced Magnetic Technologies2001 (ISPMM/ISAMT2001)　2001年5月13日

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(プロシーディング) Journal of Magnetism and Magnetic Materials elsevier 2002 149 153
Ultra clean spttering process for magnetic thin films of hard disk drives 国際会議

The Fifth International Symposium on Sputtering & Plasma Processes (ISSP'99)　1999年6月16日

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(プロシーディング) VACUUM elsevier 2000 814 824
Extremely Clean Sputtering Process for Spin Valves:Exchange Anisotropy and Spindependent Transpoet 国際会議

International Symposium on Advanced Magnetic Technologies (ISAMT'99)　1999年5月24日

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(プロシーディング) Journal of Magnetism and Magnetic Materials elsevier 2000 65 70

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産業財産権 8

サーミスタ

特許3622853

産業財産権の種類: 特許権
サーミスタの製造方法

特許3622852

産業財産権の種類: 特許権
導電性チップ型セラミック素子及びその製造方法

3036567

産業財産権の種類: 特許権
酸化物半導体組成物

2658581

産業財産権の種類: 特許権
チップ型サーミスタおよびその製造方法

2765237

産業財産権の種類: 特許権
チップ部品の電極ペースト塗布方法

2836225

産業財産権の種類: 特許権
負特性サーミスタ

2623881

産業財産権の種類: 特許権
サーミスタ

2591205

産業財産権の種類: 特許権

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共同研究・競争的資金等の研究課題 30

磁性薄膜に関する研究競争的資金

制度名：Grant-in-Aid for Scientific Research

1991年10月～継続中
高効率スピン軌道トルク磁化反転を実現する高スピン分極異常ホール効果材料の開発

角田匡清, 大兼幹彦, 古門聡士

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：Tohoku University

2024年4月1日～ 2027年3月31日
ナノサイズ高感度磁気再生素子を実現するＣＰＰ－ＡＭＲ単結晶薄膜材料の開発

角田匡清, 古門聡士

2020年4月1日～ 2023年3月31日

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本年度は、昨年度検討を行ったNi-Co合金薄膜に引き続き、酸化マグネシウム単結晶基板上に、種々の組成をもつNi-Fe, Fe-Co合金薄膜をエピタキシャル成長させ、同薄膜の異方性磁気抵抗（AMR）効果の電流方位依存性について検討を行った。AMR効果の計測には、試料回転機構を有する超電導マグネット物理特性計測装置（PPMS）を用い、in-plane AMR、out-of-planeAMR、およびtransverse AMRの３種類について、室温から5Kの範囲で測定を行った。得られたAMR効果の結果を用いて、現象論的表式（W. Doring）の磁気抵抗定数（AMR係数）を算出し、Ni-Fe, Fe-Co合金薄膜の同定数の組成ならびに温度依存性を決定した。磁気抵抗定数の算出には、付加的効果が重畳しやすいと考えられるin-plane AMRの実験結果を用いない表式を導出して用いた。 Ni-Fe合金薄膜では、インバー合金組成付近のNi30～40at%の試料でAMR効果が小さくなることが判った。これはfcc, bccの相境界付近でフェルミ準位のアップスピン電子、ダウンスピン電子のd軌道の状態密度の差が小さくなることと対応しており、Kokadoらが構築した電子散乱理論と定性的に一致する。また、Fe-Co合金では、電流方向//Fe-Co[100]と電流方向//Fe-Co[110]の場合で、AMR効果に差があることが判った。これはZengら（PRL125(2020)097201）の報告に一致しており、磁化方向変化によるバンド構造変化による効果である可能性があることが判った。理論の側面からは、in-plane AMR, out-of-plane AMR, transverse AMRの測定結果に対応すべく、厳密対角化の手法を用いて各方位のAMR効果の数値解析を行った。
超高周波ワイヤレス給電に向けたスピンを介した分子運動－電気伝導変換の理論的研究

古門聡士, 角田匡清

2019年4月1日～ 2023年3月31日

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本研究は局在スピンを介した分子運動－伝導電子間相互作用Vに関する理論的研究である．このVの構築には，Vに大きな影響を与える伝導(s)電子からd軌道への遷移確率(s-d散乱)を詳細に調べる必要がある．s-d散乱を調べる手法として，電気抵抗が磁化方向に依存する現象である異方性磁気抵抗(AMR)効果がある．今回我々は「1. 電流と磁化が任意の方向の場合の強磁性体の電気抵抗率ρの式の導出」及びそれを用いた「2. Strong ferromagnetのFe4NのIn-plane AMR効果とTransverse AMR効果の計算」を行った．主な結果は次の通りである． 1. 以前我々が開発した不純物による電子の散乱理論を用いて，電流と磁化が任意の方向の場合の強磁性体のρの式を導出した．特にStrong ferromagnetではρ∝PεDε+PγDγとして表された．ただし，Dε(Dγ)はフェルミ準位上のdown spinのdε(dγ)軌道の部分状態密度，Pε(Pγ)はdown spinのdε(dγ)軌道の電流方向の確率密度を表し，Pε+Pγ=一定を満たす．Dε=Dγのときρは磁化方向に依らず一定であり，Dε≠Dγのときρは磁化方向に依った． 2. 上記ρを用いて，立方対称結晶場を持つFe4NのIn-plane AMR効果とTransverse AMR効果を調べた．ここでは以前Fe4Nに対して評価されたDε/Dγ=1.22を用いた．電流(x方向)と磁化の相対角をθとするとき，In-plane AMR効果は2回対称(cos2θ)成分を持つ負のAMR, Transverse AMR効果は4回対称(cos4θ)成分を持つ正のAMRが得られた．これらの結果はT=50KでのFe4Nの実験結果と定性的によく合うことが確認された．
スピン軌道トルク磁化反転の高効率化に向けたコヒーレント成長窒化物ヘテロ接合の応用

磯上慎二, 末益崇, 角田匡清

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

研究機関：National Institute for Materials Science

2019年4月1日～ 2022年3月31日

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磁性膜の電流誘起磁化反転に要する臨界電流密度（Jc）の大幅な低減のため，Mn基窒化物薄膜の開発と反転特性評価実験を行った．Pt層とのヘテロ接合のみならずMn基窒化物薄膜単一層にて磁化反転できることを新しく実証した（期待を上回る成果）．また，電流誘起磁化反転素子で標準となっているCoFeB磁性膜の場合に比べて約１桁程度小さい1 MA/cm2以下のJcで磁化反転できることを実証した．これは磁気メモリ素子を想定した場合，ヘテロ接合素子あるいは強磁性トンネル素子などのデバイスが不要となるため，従来に無いシンプルな構造で高集積性の向上に直結する意義のある成果である．
自己発電型ナノマシンに向けたスピンを介した電力－動力間変換に関する理論的研究

古門聡士, 角田匡清

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

研究機関：Shizuoka University

2016年10月21日～ 2020年3月31日

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運動を正確に遠隔操作でき，且つ自らが発電したエネルギーを用いて走行する「自己発電型ナノマシン」には，電子伝導と分子運動の間の相互変換が必要である．我々はその変換に局在スピンを介した伝導電子－分子運動間相互作用Vを用いる案を提案した．このVの構築にはまず伝導(s)電子から局在d軌道へのs-d散乱の特性を知る必要がある．本研究ではs-d散乱およびそれを直接反映する異方性磁気抵抗(AMR)効果の理論的研究を行った．まずは結晶場を取り入れたモデルに対してs-d散乱理論を開発し，次にその理論を用いて従来理論では説明できなかったNi, Fe, ハーフメタルのAMR効果の実験結果を定性的に説明した．
強誘電体障壁強磁性トンネル接合素子の開発と電界効果によるスピン輸送制御

角田匡清, 末益崇, 白井正文, 古門聡士, 磯上慎二

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

研究機関：Tohoku University

2014年4月1日～ 2017年3月31日

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強誘電体障壁の自発分極によるFe4N基強磁性トンネル接合素子のスピン輸送制御を目指した。種々の逆ペロブスカイト型遷移金属窒化物薄膜の合成に成功し、その磁気および磁気輸送特性について実験により明らかにした。新たに構築したスピン軌道相互作用ならびに結晶場分裂を取り入れたスピン偏極伝導理論を用い、異方性磁気抵抗効果の計測を通じて、強磁性体中で伝導を担う電子のスピン分極をその符号を含めて評価した。ペロブスカイト型強誘電体を始めとする複合酸化物薄膜のエピタキシャル成長技術を開発した。第一原理計算により、強誘電体障壁強磁性トンネル接合素子の電界効果について調べた。
磁性分子マシンに向けたスピンによる動力の生成と制御に関する理論的研究

古門聡士, 角田匡清

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

研究機関：Shizuoka University

2013年4月1日～ 2017年3月31日

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磁性分子マシンの動力「分子の振動と回転」の生成と遠隔操作に向けて，我々は励起スピンの緩和に関する理論的研究を行った．ここで，緩和はスピン－動力(分子の振動・回転)間相互作用Vを通して起こるとする．このVに対しては「結晶場エネルギーとスピン軌道(SO)相互作用を持つ3d軌道のスピン方向依存性」が重要な役割を担う．また，このような依存性を観測する現象として異方性磁気抵抗(AMR)効果がある．今回我々は3d軌道のスピン方向依存性とAMR効果を理論的に調べた．その結果，3d軌道の形状のスピン方向依存性とAMR比の結晶場効果について新しい知見を得ることができた．
負のスピン分極材料の磁気緩和制御と高効率微細スピン注入源への新展開

磯上慎二, 角田匡清, 大兼幹彦, 佐久間昭正

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

研究機関：Fukushima National College of Technology

2012年4月1日～ 2015年3月31日

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負のスピン分極材料であるFe4N薄膜を用いた高効率スピン注入源の開発を目的として研究を行った．窒素とアルゴンの混合ガスによる反応性スパッタリング法と赤外線集光加熱プロセスを用いて，高品質Fe4N／Pt接合膜試料の作製に成功した．Fe4NからのスピンポンピングによってPt薄膜で発生するインバーススピンホール起電力は，従来使用されてきたNiFeなどの強磁性膜に比べて約1桁高い値を示すことを見出した．これはスピン流生成効率において負のスピン分極材料を用いたFe4N／Pt系の優位性を示唆している．
負のスピン分極材料を用いたスピントロニクスデバイスの開発

角田匡清, 古門聡士

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：Tohoku University

2011年4月1日～ 2014年3月31日

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負のスピン分極を示すFe4Nの類型材料であるMn4N薄膜およびCo3FeN薄膜の単相合成を行った。Mn4N薄膜は垂直磁気異方性を示した。スピン軌道相互作用ならびに結晶場分裂を取り入れた異方性磁気抵抗（AMR）効果の理論を構築した。Co3FeNのAMR比は負でありハーフメタルの可能性が示唆された。スピネル薄膜をトンネル障壁層としたFe4N基強磁性トンネル接合でインバーストンネル磁気抵抗効果が観測された。Fe4N/Pt二層膜の逆スピンホール効果の計測から、強磁性共鳴下でのFe4N薄膜からの高効率スピン流生成が示された。
極限磁性スピンナノ構造体の創製

高橋研, 角田匡清, 小川智之

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (S)

研究機関：Tohoku University

2009年5月11日～ 2014年3月31日

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新たな高飽和磁化材料探索を念頭に、準安定窒化鉄相に着目しそのナノ粒子化技術、および、鉄基ナノ粒子の集合体化技術の構築を行った。最適な原材料を合成し、プロセス条件の最適化を行うことで、234emu/gの飽和磁化を有する単相の窒化鉄ナノ粒子の獲得に世界で初めて成功した。また、粒径10nm程度の鉄ナノ粒子を用いて、ナノ粒子共凝集法を新たに考案することで、充填率を0.5%から40%まで制御可能な集合体プロセス技術の確立に成功した。
原子層厚スペーサーを用いたフルメタルCPPスピンバルブの作製と磁気抵抗効果

角田匡清, 高橋宏和

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

研究機関：Tohoku University

2011年～ 2012年

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原子層程度の極薄膜厚内で急峻な磁気モーメントの方向変化が生じる積層膜材料系を開発すべく、超高真空スパッタリング法を用いて、Co基強磁性材料とRuスペーサーからなる垂直電流通電(CPP)型磁気抵抗薄膜素子を作製し、その伝導特性について調査した。また、Mn-Ir/強磁性積層膜の界面非補償スピンの強磁性層材料依存性を調査し、積層界面の交換相互作用と強磁性層の結晶構造が大きな交換磁気異方性の誘導に重要であることを明らかとした。
窒化鉄薄膜を用いた高効率スピン源の開発

角田匡清

2009年～ 2010年

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理論研究によれば、Fe_4Nはいわゆるハーフメタルではないが、その電気伝導度のスピン偏極率は-1であり、小数スピンの電子が伝導を担っている。また、Fe_4N/MgO/CoFeBの構造を有する強磁性トンネル接合(MTJ)では、室温で最大-75%のインバースTMR効果が観測されており、Fe_4N中での少数スピン伝導がその起源と考えられている。また、平成21年度までの研究により、Fe_4N薄膜で観測される負のAMR効果は、伝導電子の負のスピン分極を反映したものであることが明らかとなっている。そこで、本年度は、引き続きFe_4N単結晶薄膜のAMR効果ならびにFe_4N/MgO/CoFeB-MTJの電流誘起磁化反転(CIMS)について検討を行った。スパッタ法により、MgO単結晶基板上に100nm厚のFe_4N単結晶膜を作製しAMR効果の結晶方位依存性を調べた。その結果、AMR比は電流を[100]方向に流した場合に低温で負に大きく増大するのに対して、[110]方向に流した場合には増大は見られないことが判った。これは、Fe_4Nの軌道磁気モーメントが磁化結晶方位依存性をもつとする理論計算の結果を勘案し、スピンー軌道相互作用を介して軌道磁気モーメントがAMR効果に影響を及ぼした結果であることが示唆された。Fe_4N/MgO/CoFeB-MTJのCIMSは、正のスピン分極を有する強磁性層を両電極とした通常のCoFeB/MgO/CoFeB-MTJのそれとは異なり、亀流方向と磁化反転の方向が逆転するインバースCIMS効果を示すことが判った。また、本インバースCIMS効果はFe_4Nをフリー層とした場合に観測されており、従来の理論では説明できない現象であることも併せて明ちかとなった。
放射光のコヒーレンスと偏光特性を活用した硬X線磁気ホログラフィー法の開発

鈴木基寛, 近藤祐治, 角田匡清

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

研究機関：Japan Synchrotron Radiation Research Institute

2008年～ 2010年

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次世代の超高密度磁気記録材料であるビットパターン媒体等の磁区構造を10nm以下の分解能で観察することを目的とし、硬X線を用いたフーリエ変換ホログラフィー測定法の開発を行った。放射光の円偏光特性と空間干渉性を活用することで、一辺100nmのCo/Pt多層膜磁気ドットの電荷密度像を30 nmの空間分解能で得た。磁気イメージングについては測定精度の改善が課題であり、実験配置や解析法の改良を進めていく。
界面誘起非補償反強磁性スピンの解明・制御による高性能交換磁気異方性材料の開発

角田匡清, 中村哲也, 三俣千春, 高橋宏和

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：Tohoku University

2008年～ 2010年

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Mn^<74> Ir^<26>/Co_<100-x> Fe_x積層膜の交換磁気異方性の大きさと界面誘起非補償反強磁性スピンとの相関を見出した。交換磁気異方性の大きさはx=25at.%で最大となり、非補償反強磁性スピンを表すMnのX線磁気円二色性(XMCD)は負号ならびに大きさが組成xに対して系統的に変化した。両者の間には直線的相関があり、両者を結びつける隠されたパラメータは界面における交換結合であり、それが強磁性層組成に対して変化するものと考えられた。上記知見に基づき、大きなMn-XMCDを誘導する強磁性層を形成すべく極薄のCo-Fe層をL1_2-Mn_3Ir/Co_<65> Fe_<35> 積層膜の界面に挿入することで1. 2erg/cm^2を超える大きな交換磁気異方性材料の開発に成功した。
物質のフェムト秒物理・化学現象解析のためのX線散乱計測技術

松原英一郎, 西野吉則, 守友浩, 田中義人, 北川進, 高田昌樹, 角田匡清, 中村哲也, 鈴木基寛, 淡路直樹

2010年～
非磁性金属と接合した窒化鉄薄膜を用いた高効率スピン源の開発

角田匡清

2008年～ 2009年

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最近の理論研究によれば、Fe_4Nはフェルミ準位における状態密度の分極は0.6程度であり、いわゆるハーフメタルではないが、各電子軌道の電気伝導性まで考慮に入れた計算では、伝導率のスピン偏極率は-1となり、高効率のスピン源となることが期待できる。本研究では、Fe_4Nを用いた高効率スピン源の開発を目的として研究を行った。良質なFe_4N薄膜を形成するために、新たに(001)配向したエピタキシャルCu下地膜を開発してFe_4N薄膜を作成した結果、Fe_4Nの結晶品質が格段に向上し、従来の磁気抵抗変化率に比較して3倍以上の性能向上が得られ、室温において最大-75%の負のトンネル磁気抵抗変化率を得た。このことから、トンネル注入法によれば、Fe_4N内の伝導電子の大きなスピン偏極率を保ったままスピン源として機能させることができることが明らかとなった。一方で、非磁性金属(Cu)薄膜と接合したFe_4N/Cu/Fe_4N/MnIrもしくはFe_4N/Cu/CoFe/MmIr型のスピンバルブGMR薄膜を形成し、電子ビーム描画法により微細加工したCPP-GMR素子においては、期待に反して大きな磁気抵抗変化率が得られなかった。このことはFe_4N内部を伝導している高スピン偏極した伝導電子が、非磁性金属(Cu)層にそのスピン偏極率を保ったまま注入されていないことを示唆している。今後、金属伝導型の高効率スピン源としてFe_4N薄膜を機能させるためには、接合する非磁性金属種を変化させ、ヘテロ接合界面においてスピン反転が生じないような材料系を開発する必要があることが明らかとなった。
巨大交換磁気異方性のメカニズム解明と高性能マンガン基反強磁性材料の開発

角田匡清

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：Tohoku University

2006年～ 2007年

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強磁性/反強磁性積層膜で観測される交換磁気異方性は、強磁性体のスピンが一方向に固着される現象であり、磁気ランダムアクセスメモリを始めとするスピントロニクスデバイスや超高密度磁気記録用スピンバルブヘッド等に実用化されている。本研究の目的は、近年我々のグループで導出に成功した巨大交換磁気異方性(J_k=1.3erg/cm^2)の発現機構の解明を通じて、交換磁気異方性の機構解明とそれに基づいた高性能材料開発を行うことであり、1.積層膜の微細構造と交換磁気異方性との相関の明確化、2.軟X線磁気円二色性元素選択性磁化測定による反強磁性層のスピン構造ならびに磁化過程の解明、3.交換結合膜のミクロスコピック解析モデルの構築と高性能交換結合膜材料の理論設計、4.理論設計された実用交換結合膜材料の作製と実証、を行った。その結果、下記の成果を得た。透過法磁気円二色性(XMCD)スペクトル計測により、反強磁性層の積層界面1〜2MLの領域に誘導される非補償スピン成分を評価した。反強磁性層をMn-Irに固定し、強磁性層をCo-Fe合金としてその組成を変化させた結果、非補償スピン成分の大きさならびに符号が強磁性層材料組成に対して変化することが明らかとなった。同積層膜で観測される交換磁気異方性の大きさも、強磁性層合金組成に伴って変化することから、両者の間に何らかの相関性があることが明らかとなった。これらの検討から、界面スピン構造の制御によって交換磁気異方性の増強が可能と考え、Mn-Ir/Co-Fe積層膜界面に2ML程度のMn層を挿入することによって、交換磁気異方性の大きさがおよそ2倍になることを見出した。詳細に調べた、交換磁気異方性の反強磁性層組成依存性から、挿入したMn層は、バルクとは異なってMn-Ir層のfcc構造をトレースするために3Qスピン構造を有していることが示唆された。
磁性単原子制御規則合金膜の偏極中性子散乱による精密磁気構造解析

武田全康, 朝岡秀人, 加倉井和久, 角田匡清, 高梨弘毅

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：Japan Atomic Energy Agency

2005年～ 2007年

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1.磁性人工格子の中性子による精密構造解析を行うために、日本原子力研究開発機構(JAEA)の研究用原子炉JRR-3に設置されている3軸型偏極中性子分光器TAS-1と中性子反射率計SUIRENの偏極中性子オプションの整備を行い,測定の効率化と高度化を実現した.これにより,本来散乱体積が少ないために難しいと考えられてきた磁性人工格子の磁気構造解析の基盤が整い,その報告を論文発表と学会発表で行った. 2.TAS-1と先端的な磁気構造解析装置である3次元偏極解析装置(CRYOPAD)を使ってCr/Sn人工格子の磁気構造の精密解析を行い,特異なスピン密度波の詳細な構造を明らかにした.この他,研究分担者や共同研究者から磁性薄膜,人工格子試料の提供を受け,精密磁気構造解析を行って,その結果を日本物理学会,日本中性子科学会,茨城県中性子利用促進研究会などで発表した.ひとつの例として,巨大磁気モーメントの存在が長年にわたり議論になってきた窒化鉄薄膜の磁気構造解析を行い,巨大磁気モーメントは存在しないこと,ユニットセル内に存在する異なる3サイトに属するFeが異なる大きさの磁気モーメントを持つことを明らかにし,バンド計算と矛盾のないことを示した. 3.磁気ヘッド材料などでスペーサー層として重要な役割を果たしているRuの,Kセルによる蒸着に成功した.Ruは高融点金属でありKセルによる蒸着はこれまで試みられた事がなかった.この手法と基板表面の水素終端処理法を使って,歪みのない高品位のエピタキシャル膜を成膜するための基盤を築くことができた.
ポリオールプロセスを用いた多目的用均一粒径ナノ粒子合成技術の確立

B Jeyadevan, 角田匡清, 篠田弘造, 佐藤義倫, 田路和幸, 松本高利

2005年～ 2007年

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本研究における具体的な研究開発要素は、ポリオールプロセスにおけるナノ粒子の化学合成プロセスの機構解明とそれに基づくナノ粒子の組成・構造の精密制御プロセスの確立し、様々な目的にあったナノ粒子の材料設計ならびに単分散ナノ粒子の製造を行うものである。その目的の達成を目指して次の項目について研究を行った。 1.ポリオールプロセスの反応機構解明-X線吸収微細構造測定および紫外可視光吸収分光法を用い、コバルト粒子生成系を対象として本プロセスの反応機構解明を試みた。 2.反応速度の促進-ポリオールプロセスの反応速度の促進あるいは制御が得られる精製物質の物性、たとえば粒子サイズ、結晶構造などの制御に必要不可欠である。したがって、反応速度に影響及ぼす因子であるポリオール類意、金属塩類、反応促進剤などの有効性について検討した。ポリオール類の還元力の評価において分子軌道法および電気化学手法を用いた評価し、有効性を実験的に確認した。また、金属塩類や反応促進剤についても実験的な検討を行った。 3.金属及び合金ナノ粒子の合成-ポリオールプロセスを用いた合成においてはじめて純粋なFe及びFeCoナノ粒子の合成に成功した。また、導電性ナノ粒子合成においても銀および銅ナノ粒子の合成やそれらの酸化安定性に優れた被覆膜形成技術の開発に成功した。 4.金属および合金応用技術開発-20nm以下のFeCo合金微粒子の合成に成功しそれら高周波特性を評価しFeCo微粒子はGHz帯での周波数応答を示し、電磁波吸収体用材料としてのポテンシャルを確認した。また、電極触媒としてのFePt微粒子の活性評価について-本プロセスにより作成したFePt微粒子の燃料電池用アノード触媒としの活性評価を行った結果、Ptと比較して高い耐CO被覆性が確認され、アノード触媒材料としての有用性が示された。
電子ビーム選択CVDによるナノメートル級ハードマスクの作製とパターンニング

角田匡清

2005年～ 2006年

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電子伝導に及ぼす磁性の影響は存外に大きく、いわゆるスピンエレクトロニクス分野では、巨大磁気抵抗(GMR)効果、トンネル磁気抵抗(TMR)効果、スピンアキュムレーション、スピントルク磁化反転など、ここ十数年の間に数々の新物理現象の発見が相次いでいる。これらスピンエレクトロニクスの発展には素子サイズの超微細化が重要な役割を果たしており、90年代の薄膜技術の進展による膜厚方向のナノスケール化と、主に今世紀に入って以降の微細加工技術による薄膜面内方向でのサブミクロン化が必要欠くべからざる要素であった。本研究では、面内方向のナノスケール化を実現すべく、電子ビームの極小フォーカス機能を利用した、選択CVD法による面内寸法10nm以下のハードエッチングマスクの形成と、それによる機能性磁性多層薄膜のパターンニングを目指した。本年度は、Al-N層をバリア層にもつTMR膜ならびに膜面垂直通電型(CPP-)GMR膜上に、電子ビーム援用選択CVD法によって形成したW(タングステン)製のナノピラーをマスクとしたイオンミリング法により、極小スピントロニクス素子の形成を行った。その結果、最小寸法径34nmの極小CPP-GMR素子を得た。得られたCPP-GMR素子の磁気抵抗効果を評価した結果、通常のフォトリソグラフィー法により加工した素子と同程度のMR特性を保持していること、ならびに電流誘起磁化反転現象の観測に成功した。また、比較対照として電子線リソグラフィー法によるリング形状のTMR素子加工を行い、その磁化反転過程を明確化した。さらにCPP-GMR素子における電流通電面積の更なる狭小化を目指し、積層膜構造中に1nm程度の通電領域を有する極薄酸化膜(NOL)の形成・評価技術についても検討を行い、島状成長させたAl-O膜により効率的に通電領域の制限が可能であることを明らかとした。
ハーフメタル強磁性粉体のPMR効果を利用した新型磁気センサ素子の開発

角田匡清

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：TOHOKU UNIVERSITY

2004年～ 2005年

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CrO_2はほぼ100%の分極率を有するハーフメタルであることが理論的にも実験的にも明らかにされており、磁気トンネル接合素子の強磁性層など、スピンエレクトロニクス素子への応用が期待されている。特にCrO_2粉末をコールドプレスした成型体では、PMR(Powder MagnetoResistance)効果と呼ばれる磁気抵抗変化が確認されており、CrO_2粉末表面に形成される表面層がトンネルバリア層として機能するために生じる強磁性粒子間のスピン依存トンネル伝導がそのメカニズムと考えられている。CrO_2のPMR効果を実センサとして応用するための最大の課題は、CrO_2のキュリー点が約400Kと低いことであり、これを上昇させることが、センサの室温動作に不可欠の要素である。研究代表者らのグループでは、より簡便な固相反応を利用したメカニカルアロイング法によるCrO_2粉末の合成に成功している。本年度は、CrO_2のPMR効果に及ぼす元素添加効果を明らかにするために、メカニカルアロイング法によって(Cr-M)O_2粉末の合成を行い、その粉末成型体の物性評価を行った。その結果、CrO_2への元素添加はPMR効果に影響を及ぼし、V(バナジウム)もしくはCo(コバルト)を添加した場合はMR比が低下し、Fe(鉄)もしくはMn(マンガン)を添加した場合はMR比が増大することを見出した。特に、Feを5at%添加した場合においては、何も添加しない場合に比べて約3倍のMR比が得られ、4.2Kにおいては22%に及ぶMR比が得られた。FeもしくはMn添加の場合のMR比の増大の原因を明らかとするために、粉末成型体の電気抵抗率の温度変化を計測し、その変化から粒間トンネル障壁層の障壁高さと幅を求めた結果、MR比の増大はトンネル障壁特性の変化によるものであることが明らかとなった。
スピンバルブ型バリスティックMR薄膜の作製

角田匡清

2003年～ 2004年

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2つの強磁性体のナノコンタクトで観測されるバリスティック磁気抵抗(BMR)効果を解明・実用化するためには、電子伝導の量子化が発現するナノメートルオーダーの電流の絞込み領域を完全に制御して形成することが最も重要な技術である。本研究の第一目的は、極薄絶縁膜面内へのナノメートルオーダーの導電領域(ナノコンタクトホール:NCH)の均一形成手法を開発し、強磁性層/NCH絶縁層/強磁性層/反強磁性層の基本4層構成からなるスピンバルブ型バリスティックMR薄膜を作製することにある。NCHを有するスピンバルブ素子において、BMR効果を観測するためには、素子面積内にNCHの存在数を1〜数個のオーダーとするために、素子サイズを数十nmのサイズに加工する必要がある。同時に、そのような微細素子においても反磁界に抗して2枚の強磁性層の磁化の平行/反平行配列を確実に制御する必要がある。本年度は数十nmサイズの素子加工を行うためのハードマスクとしての30nm径のC(カーボン)ピラーの成長技術を、電子ビーム援用CVD法によって確立した。また、数十nmサイズのスピンバルブ素子の固定層磁化の固着能力を確保するために、巨大な一方向異方性定数を発現できるMn_3Ir合金を新たな反強磁性層材料として開発した。さらにNCH形成のために、MgO絶縁膜の初期成長過程をconductive AFM法を用いて詳細に検討を行い、膜厚0.8nmを境にMgO膜が二次元連続状に変化するために、強磁性ピンホールが消失することを明らかにした。現時点ではスピンバルブ素子でのBMR効果の観測には至っていないが、本研究成果を統合した数十nmサイズのスピンバルブ型MR素子の実現によって、再現性の高いBMR効果の観測が期待できる。
高感度・高空間分解磁気イメージングプレート用スピントンネル型磁界検出素子の開発

高橋研, 角田匡清

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

研究機関：Tohoku University

2002年～ 2004年

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高感度・高空間分解磁気イメージングプレートの実現を可能とするために、スピントンネル型磁界検出素子の低抵抗・高出力化を目指した研究開発を行った。ラジアルラインスロットアンテナ(RLSA)を放射源としたマイクロ波励起プラズマ酸化・窒化法を用いて、熱酸化膜つきSi基板上に、下部電極/MnIr/CoFe/barrier/CoFe/NiFe/上部電極、の構造の強磁性トンネル接合膜を形成した。Barrier膜の形成は、0.8〜1.5nm厚の金属Al膜を堆積させた後に、X+O_2,X+N_2(X=He, Ar, Kr)の混合ガスプラズマを用いて酸化もしくは窒化処理を行った。Al膜厚15Åの場合のAl-O barrierを有するトンネル接合膜のTMR比は、最大58.8%(当時の世界最高値)を示した。Al膜厚10Åの場合のAl-N barrierを有するトンネル接合膜のTMR比は、従来報告の最大値33%を大きく上回る49%を示すと同時に、金属Al膜のプラズマ窒化プロセスは、プラズマ酸化プロセスに比して緩やかに進行するため、極薄絶縁膜の形成プロセスとして有利であることを明らかとした。さらに、高濃度オゾン酸化法を用いた極薄金属膜の酸化過程および、同手法を用いて作製したトンネルバリア層を有する強磁性トンネル接合膜の磁気輸送特性に関して検討を行った。その結果、オゾン酸化法による極薄Al膜の酸化過程は、プラズマ酸化法におけるそれとは大きく異なり、酸化の極初期段階に形成される反応律速酸化膜厚はほぼ同様であるものの、酸化膜中の酸化種の拡散速度に律速される酸化速度定数(放物線速度定数,k _P)は、Krを希ガスに用いたプラズマ酸化法のそれに比較して、およそ2桁低く、高濃度オゾン酸化法が、極薄トンネルバリア層の形成プロセスとして適していることを明らかにした。
強磁性/反強磁性積層膜の微細組織・界面構造制御による巨大交換磁気異方性の導出

角田匡清

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：TOHOKU UNIVERSITY

2002年～ 2003年

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超清浄雰囲気スパッタ法を用い熱酸化膜付きSi基板ならびにMgO単結晶基板上にSub./U.L./Mn-Ir/Co-Fe積層膜を作製しその交換磁気異方性について検討を行った.{11O},{001},{111}の各結晶配向面を有するMgO上へエピタキシャル成長させた積層膜を用い、磁気トルク解析の手法を用いてMn-Ir膜の各結晶配向面内での磁気異方性エネルギーを決定した。また、結晶配向面の異なるそれぞれの積層膜について一方向異方性定数(J_K)の反強磁性層厚依存性を検討した。その結果、反強磁性層の臨界膜厚(d_<AF^<cr>>)は、結晶配向面に依らず約30Å一定であったのに対して、J_Kの最大値は、(110)面で0.73erg/cm^2、(111)面で0.48erg/cm^2、(001)面で0.28erg/cm^2の各値を示し、強い結晶配向面依存性があることが明らかとなった。一方、熱酸化膜付きSi基板上に作成したMn-Ir/Co-Fe積層膜は、基板面に平行に(111)面が配向した膜面内無配向の多結晶膜となった。多結晶積層膜におけるJ_Kは、積層界面における異種原子の相互拡散を生じないような低温(<300℃)で、磁界中で熱処理を行うことによって、熱処理時間の増大に伴って徐々に増大してゆき、熱処理温度250℃の条件下で200時間の熱処理後に、室温で最大0.87erg/cm^2の極めて大きな値を示した。この値はこれまでに報告された如何なる強磁性/反強磁性積層膜の一方向磁気異方性定数よりも大きなものであり、加えてその導出に必要な反強磁性層厚が50Åと極めて薄いことから、超高密度ハードディスクの再生磁気ヘッド用スピンバルブ薄膜への応用に極めて有用であることを示した。
磁気トルクロス解析による強磁性/反強磁性積層膜の交換磁気異方性発現機構の解明

角田匡清

1999年～ 2000年

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スピンバルブ型GMR薄膜に不可欠な界面物理事象の一つである、強磁性層/反強磁性層積層膜の交換磁気異方性は、その発現メカニズムが完全に理解されているとは言いがたい状況にある。1956年の現象の発見以来、定性的なモデルとして用いられてきたMeiklejohnのSingle spin model(SSM)による実験結果の説明は十分でなく、現象理解の大きな壁であった。本研究では、磁気トルクロス解析を中心として、積層膜の微細構造と交換磁気異方性との相関について詳細に検討を行い、交換磁気異方性発現のメカニズム解明を図ることを目的とした。超清浄雰囲気スパッタ法を用いて、反強磁性層厚を変化させたNi-Fe/Mn-Ir積層膜を作製し、その微細構造評価ならびに磁気トルク曲線の印加磁界に対する変化を測定した。X線回折法による構造解析の結果、積層膜構造が設計通りによく制御されていることが判った。積層膜断面像および平面像の電子顕微鏡観察結果からは、積層膜が多結晶構造を有し、膜面に対して強く(111)配向し、膜面内に対してはランダムな配向を有するシートテクスチャであることが判った。磁気トルク曲線の測定結果と、SSMによる計算結果とは、定性的に良く一致するものの、反強磁性層厚が臨界膜厚以下の場合には、高印加磁界下において、回転ヒステリシス損失が、印加磁界依存性を持たず、計算結果との不一致を示した。これは、SSMで仮定している反強磁性層膜全体にわたるマクロな一軸磁気異方性に起因しており、反強磁性粒子の結晶磁気異方性が膜面内にランダムな方向を向いて分散している状態を取り入れたSingle spin ensemble model(SSEM)によって説明が可能であることを明らかとした。SSEMに従えば、磁界中冷却による交換磁気異方性の可逆的方向制御のメカニズムが、薄膜微細構造の変化を伴わずに説明可能であり、経験的に良く知られた実験事実と相容れることが明らかとなった。
不純物制御雰囲気スパッタ法で作製した人工格子型高感度薄膜磁気センサーの開発

角田匡清, 釆山和弘, 高橋研, 采山和弘, うね山和弘

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B).

研究機関：TOHOKU UNIVERSITY

1999年～ 2000年

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金属人工格子薄膜のGMR効果の磁界センサーへの応用には、飽和磁界強度の低減による高感度化が必要不可欠である。飽和磁界強度等の人工格子薄膜の物性は薄膜の微細構造に強く依存しているが、スパッタ成膜プロセスには、薄膜微細構造との相関の観点から、未だに充分に解明・制御されていない要素も多い。特に成膜雰囲気中の不純物が果たす役割に付いては不明な点が多く、不純物制御雰囲気スパッタ法が、薄膜微細構造の新たな制御方法と成り得る可能性は極めて高い。本研究は、酸素、水分、窒素といった不純物がCo(-Fe)/Cu金属人工格子薄膜の微細構造に及ぼす影響を解明することを通じて、新たな微細構造制御法の確立と、それに基づく人工格子型高感度磁界センサーの開発を目的とした。成膜プロセス中に残留している不純物の影響を明確化するために、成膜プロセス前のスパッタリングチャンバーの到達真空度を変化させ、若しくは、一旦極高真空領域(10^<-11>Torr)まで真空排気した後に不純物ガスを添加し、その時作製されたCo/CuならびにCo-Fe/Cu人工格子薄膜の巨大磁気抵抗効果と、微細構造(特に積層界面の平坦性)との相関について検討を行った。その結果、不純物酸素が分圧5×10^<-8>Torr存在した場合、Co/Cu人工格子薄膜の結晶粒の微細化が生じ、積層界面の平坦化が起こるために、GMR効果の増大が観測されることが明らかとなった。磁界感度の高感度化を意図し、磁性層膜厚の増大を検討した結果、強磁性層それぞれの磁気異方性の影響により、零磁界における磁化の反平行配列が妨げられ、磁気抵抗変化率が低下することが明らかとなった。高感度化のためには、窒素あるいは硼素などの添加による強磁性層の軟磁気特性の向上が不可欠であることが判った。
超清浄雰囲気スパッタ法によるスピンバルブ型GMR薄膜の界面構造制御とヘッド試作

高橋研, 吉良徹, 角田匡清, 荘司弘樹

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

研究機関：TOHOKU UNIVERSITY

1997年～ 1999年

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本研究の目的は、成膜雰囲気の清浄化が薄膜成長過程に及ぼす影響の解明を通じて、スパッタ成膜プロセスにおける極薄積層膜の微細構造の制御技術を確立し、高性能ヘッド用スピンバルブ型GMR薄膜の特性を安定に導出することにある。スピンバルブ膜に求められる物理要因は、交換磁気異方性とスピン依存散乱であり、ともに異種金属界面における事象である。スピンバルブ膜の各層は極めて薄いため、その微細構造を制御するためには、成膜雰囲気中の不純物等の影響を極力排除することが不可欠である。そこで、本研究においては、従来装置に比べ成膜雰囲気中の不純物レベルが4桁程度低い、極清浄雰囲気対応のマルチスパッタ装置を用いて検討を行った。本手法により、薄膜構造ならびに積層界面における、雰囲気清浄化の効果、不純物の影響の解明が初めて可能となった。検討の結果、成膜雰囲気を清浄化することにより得られる最大の利点は、成膜過程における、不純物、特に酸素の膜中への混入を抑制し、結晶成長を促進させることであることを明らかとした。交換磁気異方性については、清浄化により強磁性層/反強磁性層積層膜において、大きな結晶粒体積をもつ反強磁性層を形成することが可能となるため、特に極薄膜厚領域において大きな交換磁気異方性が得られる結果を得た。スピン依存散乱については、良好な結晶性が得られることから、スピン非依存散乱因子を低減させることができ、積層膜の比抵抗を低減させる効果があることを明らかとした。一方で、結晶性の向上に伴う積層界面の平坦性の劣化によって、抵抗変化量そのものは低下したが、積層界面の平坦性の劣化は、微量の酸素が添加された制御雰囲気中での成膜により改善可能であることが明らかとなった。以上、本研究で得られた知見を総合し、磁気抵抗変化率約10%を有する総膜厚150Å以下の極薄スピンバルブ膜の開発に成功した。
弾性表面波を用いた新成膜技術による金属人工格子ヘテロ界面のナノ構造制御

角田匡清, 越村正己, 芝隆司, 高橋研

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)

研究機関：TOHOKU UNIVERSITY

1994年～ 1995年

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本研究の目的は、基板の弾性表面波励振により、成膜される金属薄膜の微細構造を制御する技術を、巨大磁気抵抗(GMR)効果を示す金属人工格子薄膜の作製に応用し、界面での異種金属原子同士の混合状態を最適に制御した金属人工格子薄膜を作製し、高感度磁気センサー等の実用素子の開発を行うことにある。本研究では先ず、金属人工格子薄膜の作製に必要不可欠な、薄膜初期成長過程のモニター手法の開発を目指した。その結果、弾性表面波を伝搬させた圧電体基板上に金属薄膜を成膜した場合に、極薄膜領域で観測される、圧電体基板の表面電界と薄膜中の電荷担体との相互作用に起因する弾性表面波の強い減衰が、薄膜の微細構造の変化に直接的に関与しており、この減衰が極大を示す膜厚が、薄膜の構造が、不連続な島状の構造から、連続状に変化する膜厚に相当する事を見出した。また、この手法を用いて、AgおよびCu薄膜の初期成長過程におよぼす極薄金属シ-ド層の効果を調べた結果、シ-ド層の島状の膜構造が、続いて成膜される金属膜の初期成長過程における膜成長の核となって、金属膜をより薄い膜厚で連続化させ、二次元性の高い極薄膜を形成するのに有効である事を明らかにした。さらに、連続化前の極薄領域で、AgおよびCuのような低融点薄膜の成膜を中断すると、島の凝集といった薄膜の微細構造の変化が見られ、弾性表面波による励振によりこの変化が強調される事を明らかとした。以上の知見を基に、弾性表面波で励起された基板上に、主に弾性表面波の振幅をパラメータとして、Co/Cu金属人工格子薄膜を作製し、磁界センシング特性を評価した結果、極小さい振幅で励振した場合に、人工格子の構造が最適化され、もっとも大きな磁気抵抗変化率を示す事が明らかとなった。
弾性表面波を用いた新成膜技術による面内周期変調構造を有する薄膜の作製

角田匡清

1994年～ 1994年

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本研究の目的は、報告者らがこれまでに明らかにした、弾性表面波で基板を励振することで金属薄膜の微細構造を制御する成膜技術を用い、面内に定在波を誘起した弾性表面波励振基板を新たに作製し、面内に周期変調構造を有する薄膜の作製を試みることである。これに従って、先ず、進行波用の弾性表面波励振基板(ニオブ酸リチウム単結晶基板)表面の両端に、フォトリソグラフの手法を用いてスパッタリング法でAI反射格子電極を設けた。10mm×16mmの基板上に、有効励振幅6mm、金属薄膜成膜領域幅6.5mmを中央部に確保し、その両端に2.5対のすだれ状励振電極、さらにその外側に格子数100本からなる反射電極を設けた構造の弾性表面波共振子を設計し、シミュレーションにより共振子の周波数特性(通過特性)を確認した。計測器等の問題からインピーダンス50Ω、共振周波数は45MHzとした。次に、この共振子基板上に真空蒸着法を用いて作製した金属薄膜の膜面内周期変調構造を確認するための準備実験として、成膜中の薄膜抵抗のin-situ測定を試みた。パーソナルコンピュタ-で測定制御されたデジタルマルチメータを用いて、直流四端子法で成膜中のAg薄膜の抵抗値の変化を測定するシステムを構築した。成膜開始直後の薄膜のシート抵抗値は200MΩ以上であるが、膜厚およそ80Åから測定可能な200MΩ以下となり、膜厚に対して指数関数的に減少するが、膜厚およそ90Å付近で1MΩから10kΩへの急激な減少が観測され、島状から連続状への薄膜の微細構造の変化が薄膜の抵抗値測定で観測し得ることを明らかにした。今後は、本手法を用いて、定在波による変調方向と、これに対して垂直な方向の薄膜の抵抗値を膜厚の関数として測定し、金属薄膜の膜面内周期変調構造を確認する。

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社会貢献活動 4

前橋高校出前授業

2011年10月26日～

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放射光で探るハードディスクのナノ磁石
SPring-8 施設公開科学講演会

2009年4月26日～

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放射光で探るハードディスクのナノ磁石
結晶内のばらつき半分

2008年10月15日～

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超高密度ハードディスク（HDD）の再生ヘッド用強磁性トンネル接合素子（MTJ）の材料技術を開発。富士通との共同研究成果。CoFeB/MgO/CoFeB-MTJを超高密度HDDヘッドに応用するためには、MgOトンネル障壁層厚を薄くして、素子抵抗を低減する必要がある。従来、MgO膜厚の低減は、MgOの結晶性の低下を招き、MTJの特性劣化を引き起こしていた。MgOの成膜直後に加熱処理を加えるプロセスを開発することでMgOの結晶性向上を実現し、MTJの低抵抗化に成功した。
HDD容量３倍富士通など磁気ヘッド改良

2007年1月12日～

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超高密度ハードディスク（HDD）用再生ヘッドを改良し記憶容量を３倍に高めることが可能な磁性材料を開発。富士通との共同研究成果。従来再生ヘッドに用いられていた反強磁性材料（不規則合金Mn-Ir）に対して、規則合金Mn3Irを用いることで、磁化固着力を増強。その結果、記録トラックの幅を従来の1/2以下にできた。

その他 5

「物質のフェムト秒物理・化学現象解析のためのX線散乱計測技術」（回折磁気スペックル計測用薄膜デバイスの開発）

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Ｘ線自由電子レーザー光源が完成した際に、高強度でパルス性を示す完全なコヒーレンス光源を試料に照射して得られる散乱パターンを使って、誘起される物質中の構造相転移、光誘起、動的磁化などの物理現象や、吸着などの化学現象をフェムト秒時間分解能で観察する計測技術を開発する。
極小デバイス磁化挙動解析のための回折スペックル計測技術の開発

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次世代スピントロニクスデバイスの開発に不可欠な、微小磁性体の静的・動的磁化挙動解析技術として、Ｘ線自由電子レーザーのコヒーレント性を利用した回折スペックル計測による、微小磁性体内の磁化ベクトル分布解析技術を高輝度光科学研究センター、富士通株式会社と共同で確立する。
高機能・超低消費電力メモリの開発

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次世代の高速、高密度と超低消費電力を合わせ持つ不揮発性のスピンメモリを実現するための、種々の克服すべき技術課題に解を与えて産業化への道をつける。
超清浄雰囲気スパッタによる超高密度磁気記録用高感度スピントンネルヘッドの開発

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超清浄雰囲気スパッタによる超高密度磁気記録用高感度スピントンネルヘッドの開発
超清浄スパッタプロセスによる超高密度磁気記録デバイスの創成

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超清浄スパッタプロセスによる超高密度磁気記録デバイスの創成