【公開日：2023.08.01】【最終更新日：2023.05.14】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22NU0063
利用課題名 / Title
Fe/FeRhヘテロ構造における界面組成および界面平坦性の評価
利用した実施機関 / Support Institute
名古屋大学
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
電子顕微鏡/Electron microscopy,高周波デバイス/ High frequency device,スピントロニクスデバイス/ Spintronics device
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
小森 祥央
所属名 / Affiliation
名古屋大学
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
NU-105：バイオ/無機材料用高速FIB-SEMシステム
NU-103：高分解能透過電子顕微鏡システム
NU-101：反応科学超高圧走査透過電子顕微鏡システム
NU-106：試料作製装置群
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
室温で磁気相転移を示すFeRh合金の薄膜とFeの強磁性薄膜の界面で誘起される強い垂直磁化の起源を解明するために界面の平坦性および化学組成をTEMおよびEDS分析によって評価した。
実験 / Experimental
MgO基板上に成膜したFe(6nm)/FeRh(32nm)二層構造の薄膜をFIB-SEMシステムを用いることで100nm程度の薄い断面構造まで加工し、これを用いてTEMによる界面構造の分析およびEDSによる組成の評価を行った。
結果と考察 / Results and Discussion
マイクロメートルスケールの広い領域にわたってFe薄膜とFeRh薄膜が均一に積層されており、シャープな界面を持つことがTEM観察から明らかになった。また、EDSによる組成分析からFeRhの元素組成が界面においても均一であり、Fe層とFeRh層の界面での相互拡散はおこっていないことが分かる結果が得られた。そのため、この界面によって生じる垂直磁気異方性は、組成のずれたFeRhによってもたらされるものではなく、FeとFeRhの界面での磁気的な結合によってもたらされる可能性が高いということを示唆する結果となった。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
(a)-(c) Cross-sectional transmission electron microscopy images of the Fe(6 nm)/FeRh(32 nm) bilayer on a MgO substrate with various magnifications, which confirm atomically sharp interfaces and rule out the presence of impurity phases. (d) Scanning transmission electron micrograph with energy dispersive X-ray maps for Au (yellow), Fe (cyan), Rh (green), and Mg (red) and (e) their depth profile, demonstrating the absence of intermixing or changes in local stoichiometry at the Fe/FeRh interface.
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
試料加工および観察に多大な時間を割いていただいた、荒井重勇先生と依田香保留技術補佐員に感謝いたします。
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- 査読中投稿論文 Controllable perpendicular magnetic anisotropy at an Fe/FeRh interface probed by ferromagnetic resonance
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件