【公開日：2025.06.09】【最終更新日：2025.06.09】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23OS0044
利用課題名 / Title
磁気トンネル接合の微細構造観察
利用した実施機関 / Support Institute
大阪大学 / Osaka Univ.
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）マルチマテリアル化技術・次世代高分子マテリアル/Multi-material technologies / Next-generation high-molecular materials（副 / Sub）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials
キーワード / Keywords
磁気記録材料/ Magnetic recording materials, 磁気トンネル接合/ Magnetic tunnel junction,電子顕微鏡/ Electronic microscope
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)
千葉 大地
所属名 / Affiliation
大阪大学 産業科学研究所
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
今井 亜希子
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
山﨑 順
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
OS-003：200kV原子分解能走査透過分析電子顕微鏡
OS-005：複合ビーム３次元加工・観察装置
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
我々は磁気トンネル接合（MTJ）デバイスをフレキシブル基板上に形成し、ひずみゲージとして利用しようとする研究を行っている(Saito, K. et al. CoFeB/MgO-based magnetic tunnel junctions for film-type strain gauge. Appl. Phys. Lett. 120, 072407 (2022))。 これは、ひずみにより強磁性層の磁化の向きが変化する性質を利用して、MTJの抵抗変化からひずみを検出しようとするものである。 ここで使用するMTJは、上CoFeB層の上にはIrMnを積層しており、磁場中アニールを施すことで磁化の向きを固定している。この、上CoFeB強磁性層のひずみ応答性は、成膜、熱処理等の条件により違いがあることが予想される。CoFeB層のひずみ応答性のコントロールは、MTJ式ひずみゲージの性能・再現性にとって重要であり、とくに成膜条件による影響の解明には微細構造解析からのアプローチが有効であると考える。 そこで、本研究課題では、STEM, EDX 等を用い、各作製条件による微細構造の観察により、強磁性層のひずみ応答と微細構造の関連性について調査したい。
実験 / Experimental
ひずみ応答性の鈍感なMTJ薄膜試料と敏感な試料を複合ビーム３次元加工・観察装置を用いて電顕観察用の薄片試料に加工した。これらの試料を走査透過型電子顕微鏡を用いて、微細構造観察とEDXの元素分析を行った。
結果と考察 / Results and Discussion
ひずみ応答性の異なるMTJ試料の微細構造観察および元素分析を行った結果、ひずみ敏感なMTJ試料とひずみ鈍感なMTJ試料には、結晶の様子と元素分布の様子に違いのあることが確認できた。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
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.
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