【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.02.27】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24KU0038
利用課題名 / Title
Co-Pt超薄膜の原子レベル解析
利用した実施機関 / Support Institute
九州大学 / Kyushu Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
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）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials
キーワード / Keywords
ナノワイヤー・ナノファイバー/ Nanowire/nanofiber,高品質プロセス材料/技術/ High quality process materials/technique,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)
齋藤 美紀子
所属名 / Affiliation
早稲田大学ナノ・ライフ創新研究機構
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
鳥山 誉亮,中尾 辰也
利用形態 / Support Type
（主 / Main）技術補助/Technical Assistance（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
KU-004：広電圧超高感度原子分解能電子顕微鏡
KU-018：イオンビーム・電子ビーム複合型精密加工分析装置
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
デジタル化の進展に伴い大容量，低消費電力かつレイテンシの低いメモリの開発が求められている．我々の研究グループでは，そのようなメモリの候補である縦型磁壁移動メモリの電解析出法による作製を目的として検討を進めている．縦型磁壁移動メモリは膜厚数nmの磁気異方性が異なる薄膜をそれぞれ記録層と磁壁層として交互積層したナノワイヤからなるデバイスであり，記録層に垂直磁気異方性をもつ材料を用いることで動作に関わる電流を低減できることが知られている．本検討では電解析出法により作製したCoPt薄膜の垂直磁気異方性の起源を解析することを目的として電析CoPt薄膜のFIB-SEMを用いたTEM試料作製およびTEMによる結晶構造の解析を行った．
実験 / Experimental
001配向のSiウエハ上にTi (5 nm)を接着層としてPtを15 nmスパッタリングにより成膜した基板上に電解析出法によりCoPt薄膜を3 nm程度成膜した．この試料をFIB-SEMにより加工し，TEM により観察を行った．観察手法は走査透過電子顕微鏡法を用いた．また，試料の一部を薄く加工し，原子分解能観察も行った．加えてエネルギー分散型X線分光法による組成の深さ分解測定も実施した．
結果と考察 / Results and Discussion
図1に観察されたSTEM像を示す．格子面間隔の測定結果から作製したCoPt薄膜は磁化容易軸であるCoPt fcc(111)もしくはhcp(002)が面垂直方向に配向していることが確認された．さらに原子分解能像により詳細に観察を行った結果，CoPt薄膜は主にfcc構造をとり，一部にhcpの双晶面が存在することが確認された．また，EDXの測定結果から膜内には組成傾斜が存在し，膜中央付近でCoの割合が最大になることが確認された．膜の平均組成はCo62Pt38であり，fcc構造をとりやすい組成とhcp構造をとりやすい組成[1]の箇所がそれぞれ存在することが確認された．
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1 STEM像
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
謝辞：本研究の一部は文部科学省「マテリアル先端リサーチインフラ」事業（課題番号 JPMXP1224KU0038）およびJST CREST (課題番号：JPMJCR21C1)により支援されたものである． 参考文献： [1] M. Ohtake, D. Suzuki, M. Futamoto, Characterization of metastable crystal structure for Co-Pt alloy thin film by x-ray diffraction, J Appl Phys 115 (2014) 17C116. https://doi.org/https://doi.org/10.1063/1.4864139.
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