L1 0 規則 Fe(Pt,Pd)合金薄膜の結晶性に MgO キャップ層が及ぼす影響

- 1 -

L1 ₀ 規則 Fe(Pt,Pd)合金薄膜の結晶性に MgO キャップ層が及ぼす影響

Influence of MgO Cap-layer

on the Crystallographic Property of L 1

0

Ordered Fe(Pt,Pd) Alloy Thin Film

電気電子情報通信工学専攻 野口 陽平

Youhei NOGUCHI

1. はじめに

近年，IoT（Internet of Things），クラウドコンピューティ ングなどの情報通信技術の発達，

PC

やモバイル端末の用途拡 大に伴い世界のデジタル情報量は急激に増加している[1,2]．

世界で生産されるデジタル情報量が記録デバイスの記録可能 総量を

2007

年に超えてから，その差は拡大傾向にある．発展 途上国の経済発展なども考慮すると，情報量の急増が継続す ることが予測されている．これらの情報を記録保存するため には，情報記録装置の大容量化が急務になっている．記録装 置には大容量化に加え，長期保存性，低価格性，記録再生の 高速性などが要求される．現状，これらの要因をバランスよ く満たす装置はハードディスクドライブ（Hard Disk Drive:

HDD）であり，個人使用の PC

からクラウド対応の大容量デ

ータセンターに及ぶ広範囲な用途で活用されている．

HDD

で は，デジタル情報を微細磁石として記録し，この磁石は記録 ビットと呼ばれる．HDDの記録容量増大では，記録ビットの 微細化が必要である．記録ビットの微細化ではビットを構成 する磁性微粒子の寸法減少を伴うが，体積(

V )が小さくなると，

磁気エネルギー

K

u

V

（

K

u

:

一軸磁気異方性エネルギー，

V :

磁 性微粒子の体積）が減少する．磁性粒子の磁気エネルギーが 減少し，HDD 使用環境の熱エネルギー

k

B

T

（

k

B

:

ボルツマン 定数，

T :

温度）に近づくと，熱の影響で記録磁化が反転し，

記録情報が失われる熱揺らぎ問題に遭遇する[3]．熱揺らぎを 避けて記録密度を増大するには，高い

K

uを持つ磁性材料を用 いることが必要となる．

高

K

u材料として，Fig. 1(b)に示す

L 1

0型規則構造を持つ合 金が注目されている．

L 1

0型規則合金には現在活用されている

Co-Cr

系合金材料に比べ

10

倍以上大きな

K

uを持つ材料が含 まれる[4]．

L 1

0型規則構造を持つ

FePt

および

FePd

合金はそ れぞれ

6.6

および

1.8×10

⁷

erg/cm

³

[5,6]と大きな K

uを持つた め次世代の磁性デバイスとして検討されている．合金磁性薄 膜の磁性デバイス応用では，高い規則度

S

の実現，合金結晶 の配向制御，および高い表面平坦性の確保などが必要となる．

A1

c-axis L1₀

Annealing

(a) (b)

a-axis

c/a = 1 c/a < 1

A atom B atom

A1

c-axis L1₀

Annealing

(a) (b)

a-axis

c/a = 1 c/a < 1

A atom B atom

Fig. 1 Schematic diagrams of (a) A 1 disordered and (b) L 1

0

ordered structures.

Fe

50

Pt

50および

Fe

50

Pd

50合金薄膜を低温で作製すると

Fig.

1(a)に示すような原子がランダムに配置された fcc

不規則相

（

A 1

構造）が形成される．この不規則相を規則相へと変態さ せるには，原子の拡散が必要になるため，高温での熱処理が 必要になる．

A 1

結晶の格子定数比

c / a

^が

1

であるのに対し，

L 1

0結晶は

1

より小さい．そのため，外部からの影響が存在し ない場合，

L 1

0結晶の

c

^軸は

A 1

結晶の[100]，[010]，および

[001]のいずれかに揃うため，等確率で L 1

0

(100)， L 1

0

(010)，

および

L 1

0

(001)結晶へと変態する．結晶方位の異なる等価な

結晶はバリアント結晶と呼ばれる．実際に多結晶の下地層や 単結晶基板上に形成した

FePt

膜において，三種類のバリアン ト結晶の混在が報告されている[7–14]．膜形成条件や基板材料 が膜の構造に与える影響を調べるため，結晶方位が単結晶基 板や下地層に対して制御されたエピタキシャル膜技術が用い られている[9,11,14–18]．基板上に薄膜材料をヘテロエピタキ シャル成長させた場合，結晶の格子定数が異なるために格子 不整合が生じる．膜材料に対して基板材料の格子定数が大き い場合，基板近傍の膜材料には面内方向に引張応力が働き，

膜材料の面内方向の格子定数は膨張する．

L 1

0結晶は

c

^軸方向 に比べて，

a

軸方向の格子定数が大きいことから，

A 1

結晶よ りも格子定数が大きい基板材料を用いることで，面内引張応 力が働き，

c

^{軸が面外を向いた}

L 1

0結晶への相変態を誘発させ ることが可能であると考えられる．MgO の格子定数は

FePt

もしくは

FePd

合金の格子定数に比べて約9%大きいことから 単結晶

MgO

基板は

c

^{軸が面外を向いた}

L 1

0結晶の形成に適 していると考えられ，多くの研究で用いられている．また，

膜厚の増加に伴い，格子不整合による応力は緩和されるため，

合金膜上に

MgO

をキャップ層として形成することによりさ らに効率的に合金膜への応力が働くものと考えられる．規則 度

S

^{が向上もしくは}

c / a

^{の減少に伴って，}

K

uが増加するとい う報告があり[19]，上述の引張応力により面内方向の格子定 数が膨張することで規則度の向上が見込まれる．

本研究では，

MgO

キャップ層の導入により，

L 1

0型規則合金 の課題である，配向制御および高い規則度を持つ合金膜の形成 を試みる．

MgO

単結晶基板上に

Fe(Pt,Pd)三元合金膜をエピタ

キシャル成長させ，膜の組成と

MgO

キャップ層が結晶性に与 える影響を詳細に調べた．また，酸化

Si

基板を用いて，エピタ キシャル膜に比べて複雑な構造となる多結晶FePt膜をMgO下 地層上に形成することで，

(001)配向した多結晶膜の形成に必要

となる下地層およびFePt膜の厚さの検討とMgOキャップ層が 合金膜の結晶性に及ぼす影響について調べた．

修士論文要旨（2016年度）

- 2 -

2. 実験方法

薄膜試料の作製には，超高真空高周波マグネトロン・スパ ッタリング装置を用いた．基板表面清浄化を目的に，製膜に 先立って，超高真空下で

600 °C

で

1

時間の熱処理を施した．

ターゲットと基板間の距離を

150 mm，Ar

ガス圧を

0.67 Pa

とした．製膜速度が

0.02 nm/s

となるように印加電力を調節 した．

膜構造を反射高速電子回折（RHEED）および

XRD

により 調べた．膜表面形態を原子間力顕微鏡（AFM）により観察し，

磁化曲線測定には試料振動型磁力計（VSM）を用いた．

3. MgO キャップ層が Fe(Pt,Pd)合金薄膜に及ぼす影響

MgO(001)基板上に基板温度 200 °C

で

Fe

50

Pt

x

Pd

50–x

( x = 0，

12.5，25，37.5，50，at. %)合金膜を 10 nm

形成し，合金膜 上に

MgO

キャップ層形成を行った．その後，規則化のために

600 °C

で1時間の熱処理を施した．

RHEED

観察の結果から，

熱処理前の

Fe(Pt,Pd)合金膜は MgO(001)基板上でエピタキシ

ャル成長していることが分かった．また，Fe(Pt,Pd)合金膜上 に形成した

MgO

キャップ層についてもエピタキシャル成長 していた．

キ ャ ッ プ 層 形 成 無 し お よ び 有 り に お け る 熱 処 理 後 の

Fe

50

Pd

50膜の面外

XRD

パターンを

Fig. 2(a-1)および 3(a-1)

に，面内

XRD

パターンを

Fig. 2(a-2)および 3(a-2)にそれぞれ

示す．面外

XRD

パターンから超格子反射である

L 1

0

(001)反射

が，面内

XRD

パターンからは基本反射である

L 1

0

(200)反射が

観察された．このことから，

L 1

0

(001)結晶のみから構成された

膜 と な っ て い る こ と が 分 か る ． キ ャ ッ プ 層 形 成 無 し の

Fe

50

Pt

12.5

Pd

37.5および

Fe

50

Pt

25

Pd

25膜における面外XRDパタ

Inte n sit y ( ar b . u n it)

L10(002)

Kβ WL MgO(002)

L10(001) KβKβ WLWL

(a-1)

(b-1)

(c-1)

L10(002) +(200) L10(200)

Kβ WLMgO(002)Kβ WLWL

(a-2)

(b-2)

(c-2)

L10(001) Fe50Pd50

Fe₅₀Pt_37.5Pd_12.5

Fe50Pt50

Fe₅₀Pt₂₅Pd₂₅ Fe₅₀Pt_12.5Pd_37.5

(d-1)

(e-1)

(d-2)

(e-2)

KβKβ Kβ WLKβ

2θ (deg.) 20 30 40 50 60 70

2θχ (deg.)

L10(200) A2(220)+

A2(002)

w/o cap layer

L10(200) A2(220)+

20 30 40 50 60 70

Inte n sit y ( ar b . u n it)

L10(002)

Kβ WL MgO(002)

L10(001) KβKβ WLWL

(a-1)

(b-1)

(c-1)

L10(002) +(200)L10(002) +(200) L10(200)

Kβ WLMgO(002)Kβ WLWL

(a-2)

(b-2)

(c-2)

L10(001) Fe50Pd50

Fe₅₀Pt_37.5Pd_12.5

Fe50Pt50

Fe₅₀Pt₂₅Pd₂₅ Fe₅₀Pt_12.5Pd_37.5

(d-1)

(e-1)

(d-2)

(e-2)

KβKβ Kβ WLKβ

2θ (deg.) 20 30 40 50 60 70

2θχ (deg.)

L10(200) A2(220)+L10(200) A2(220)+

A2(002)

w/o cap layer

L10(200) A2(220)+L10(200) A2(220)+

20 30 40 50 60 70 Fig. 2 (a-1)–(e-1) Out-of-plane and (a-2)–(e-2) in-plane XRD patterns measured for (a) Fe

50

Pd

50

, (b) Fe

50

Pt

12.5

Pd

37.5

, (c) Fe

50

Pt

25

Pd

25

, (d) Fe

50

Pt

37.5

Pd

12.5

, and (e) Fe

50

Pt

50

films without cap-layers after annealing at 600 °C. The scattering vector of in-plane XRD is parallel to MgO[100]

substrate

. The intensity is shown in logarithmic scale.

ーン(Fig. 2(b-1)および

(c-1))から，どちらの膜についても L 1

0

(001)反射に加えて， A 2(002)反射が確認されたことから，

不規則

bcc

構造である

A 2

結晶が混在していることが分かる．

これに対し，Fig. 3(b-1)および(c-1)に示す，キャップ層を形成 した膜では，

A 2

結晶からの反射が消失している．このことか ら，MgOキャップ層の形成は，

L 1

0結晶への規則化を促進さ せるために効果的であると考えられる．Fig. 2(d)および

3(d)

に示す

Fe

50

Pt

37.5

Pd

12.5膜の

XRD

パターンから

MgO

キャップ 層の形成に関わらず，

L 1

0

(001)結晶のみから構成された膜とな

っていることが分かる．キャップ層形成無しおよび有りにお ける

Fe

50

Pt

50膜の面内

XRD

パターンを

Fig. 2(e-2)および

3(e-2)に示す．キャップ層を形成していない場合の面内 XRD

パターンにおいて，

L 1

0

(001)反射が観察されており， c

軸が面 内を向いた

L 1

0結晶が混在していることが分かる．しかしな がら，MgOキャップ層を形成した場合この反射が消失してい ることから

c

軸が面外を向いた

L 1

0結晶のみから構成されて いることが分かる．これらのことから，MgOキャップ層は規 則化を促進させるだけでなく，

L 1

0結晶の

c

軸を基板面に対し て垂直方向に揃えることが可能であると考えられる．

XRD

データから算出した，

Fe

50

Pt

x

Pd

50–x膜中の

L 1

0結晶の 格子定数比

c / a

および規則度

S

の

Pt

組成依存性を

Fig. 4

に示 す．全ての組成において，MgOキャップ層の形成を行った膜 のほうが

c / a

が小さくなっていることが分かる．このことから，

MgO

キャップ層と

Fe(Pt,Pd)膜間の格子不整合による面内引

張応力が働き，

L 1

0結晶の面内格子が膨張しているものと考え られる．また，規則度

S

についてはキャップ層形成を行うこ とにより，およそ

16–53%高くなっていることから規則化が促

w/ cap layer

L10(002)

Kβ WL MgO(002)

L10(001) KβKβ WLWL

(a-1)

(b-1)

(c-1)

(d-1)

(e-1)

Kβ WLKβ

2θ (deg.) 20 30 40 50 60 70

L10(200)

MgO(200)

(a-2)

(b-2)

(c-2)

Kβ WL

Kβ WLWL

(d-2)

(e-2)

Kβ WLKβ WL

2θχ (deg.) 20 30 40 50 60 70

In te nsit y ( ar b . u n it)

Fe50Pd50

Fe₅₀Pt_37.5Pd_12.5

Fe50Pt50

Fe₅₀Pt_12.5Pd_37.5

Fe50Pt25Pd25

w/ cap layer

L10(002)

Kβ WL MgO(002)

L10(001) KβKβ WLWL

(a-1)

(b-1)

(c-1)

(d-1)

(e-1)

Kβ WLKβ

2θ (deg.) 20 30 40 50 60 70

L10(200)

MgO(200)

(a-2)

(b-2)

(c-2)

Kβ WL

Kβ WLWL

(d-2)

(e-2)

Kβ WLKβ WL

2θχ (deg.) 20 30 40 50 60 70

L10(200)

MgO(200)

(a-2)

(b-2)

(c-2)

Kβ WL

Kβ WLWL

(d-2)

(e-2)

Kβ WLKβ WL

2θχ (deg.) 20 30 40 50 60 70

In te nsit y ( ar b . u n it)

Fe50Pd50

Fe₅₀Pt_37.5Pd_12.5

Fe50Pt50

Fe₅₀Pt_12.5Pd_37.5

Fe50Pt25Pd25

Fig. 3 (a-1)–(e-1) Out-of-plane and (a-2)–(e-2) in-plane XRD patterns measured for (a) Fe

50

Pd

50

, (b) Fe

50

Pt

12.5

Pd

37.5

, (c) Fe

50

Pt

25

Pd

25

, (d) Fe

50

Pt

37.5

Pd

12.5

, and (e) Fe

50

Pt

50

films with cap-layers after annealing at 600 °C.

The scattering vector of in-plane XRD is parallel to

MgO[100]

substrate

. The intensity is shown in logarithmic

scale.

- 3 -

Order degree

0 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2

0 25 50 0 25 50

(a) (b)

w/

w/o

w/

w/o

0.90 1.00 0.98 0.96 0.94 0.92

c/a

Pt content, x (at. %)

(Fe₅₀Pd₅₀) (Fe₅₀Pt₅₀) (Fe₅₀Pd₅₀) (Fe₅₀Pt₅₀) c/a_Bulk

Order degree

0 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2

0 25 50 0 25 50

(a) (b)

w/

w/o

w/

w/o

0.90 1.00 0.98 0.96 0.94 0.92

c/a

Pt content, x (at. %)

(Fe₅₀Pd₅₀) (Fe₅₀Pt₅₀) (Fe₅₀Pd₅₀) (Fe₅₀Pt₅₀) c/a_Bulk

c/a_Bulk

Fig. 4 (a) c / a ratio, and (b) order degrees of Fe

50

Pt

x

Pd

50–x

films without and with cap-layers after annealing at 600 °C.

進したものと考えられる．また，キャップ層形成の有無に関 わらず

Pt/Pd = 1

となるような組成であるFe50

Pt

25

Pd

25付近で 規則度が最小となっている．このことから薄膜中の原子の組 成が規則度に大きく影響を与えていることが分かる．これは，

三元合金膜中における

Pt

と

Pd

原子の拡散速度の違いや原子 間相互作用による影響であるものと考えられる．

Fe(Pt,Pd)膜の磁化曲線を Fig. 5

に示す．いずれの膜につい ても強い磁気異方性を示しており，

Pt

組成が増加するに伴い，

垂直磁気異方性が向上している．また，キャップ層を形成し た場合，面内の保磁力が減少していた．これは，MgOキャッ プ層を形成したことにより，

c

軸が面内を向いた

L 1

0

(001)結晶

の減少と規則度が向上した結果を反映したものであると考え られる．

4. 酸化 Si 基板上に形成した FePt 合金薄膜

表面を熱酸化したSi基板上に基板温度

200 ºCで配向制御を

目的に，MgO下地層を

100 nm

形成した．その後，5，10，

40 nm

厚の

FePt

膜を形成し，

600 ºC

で

1

時間の熱処理を行 った．また，一部の試料について

MgO

キャップ層を形成した．

Fig. 6

に作製した膜に対して

RHEED

観察を行った結果を示 す．MgOキャップ層無しの

5

および

10 nm

厚の

FePt

膜の

RHEED

パターンは，リングパターンとスポットが重畳して

おり，特定の結晶面に配向した多結晶構造となっているもの

Applied field (kOe)

Normalized magnetization

0 10

–10 –5 5

⊥

//

//

⊥ Fe₅₀Pt_37.5Pd_12.5

(d-1)

(d-2)

0 10

–10 –5 5

⊥

//

//

⊥ Fe₅₀Pt₅₀ (e-1)

(e-2)

0 10

–10 –5 5

0 1

–1 0 1

–1

⊥ //

⊥ //

Fe₅₀Pd₅₀ (a-1)

(a-2)

0 10

–10 –5 5

⊥ //

⊥ //

Fe₅₀Pt_12.5Pd_37.5 (b-1)

(b-2)

0 10

–10 –5 5

⊥

//

⊥ //

Fe₅₀Pt₂₅Pd₂₅ (c-1)

(c-2)

Applied field (kOe)

Normalized magnetization

0 10

–10 –5 5

⊥

//

//

⊥ Fe₅₀Pt_37.5Pd_12.5

(d-1)

(d-2)

0 10

–10 –5 5

⊥

//

//

⊥ Fe₅₀Pt₅₀ (e-1)

(e-2)

0 10

–10 –5 5

0 1

–1 0 1

–1

⊥ //

⊥ //

Fe₅₀Pd₅₀ (a-1)

(a-2)

0 10

–10 –5 5

⊥ //

⊥ //

Fe₅₀Pt_12.5Pd_37.5 (b-1)

(b-2)

0 10

–10 –5 5

⊥

//

⊥ //

Fe₅₀Pt₂₅Pd₂₅ (c-1)

(c-2)

Fig. 5 Magnetization curves measured for (a) Fe

50

Pd

50

, (b) Fe

50

Pt

12.5

Pd

37.5

, (c) Fe

50

Pt

25

Pd

25

, (d) Fe

50

Pt

37.5

Pd

12.5

, and (e) Fe

50

Pt

50

films (a-1)–(e-1) without and (a-2)–(e-2) with MgO cap-layers after annealing at 600 °C.

w/o

5 nm 10 nm 40 nm

w/

(a-1)

(a-2)

(b-1) (c-1)

(b-2) (c-2)

w/o

5 nm 10 nm 40 nm

w/

(a-1)

(a-2)

(b-1) (c-1)

(b-2) (c-2)

Fig. 6 RHEED patterns observed for FePt films of (a) 5

，

(b) 10，and (c) 40 nm thicknesses formed on 100 nm thickness MgO underlayers. (a-1)–(c-1) without and (a-2)–(c-2) with MgO cap-layers.

L1₀(001) L1₀(100)

(a) L1₀(001) (b) L1₀(100) (c) MgO(001)

(a) (b) (c)(c) MgO(001)MgO(001)

Fig. 7 Schematic diagrams of RHEED patterns simulated for (a) L 1

0

(001)

，

(b) L 1

0

(100), and MgO(001) oriented poly-crystal film surfaces.

と考えられる．これらの

RHEED

パターンと

Fig. 7

に示す，

配向性多結晶膜のシミュレーション結果を比較すると，

(a) L 1

0

(001)，(b) L 1

0

(100)，もしくはそれらが混在したパターン

のいずれかに対応していると考えられるが，これらのパター ンは類似しており，特定することが出来ない．また，40 nm

厚の

FePt

膜の

RHEED

パターンはリングパターンとハロー

パターンが重畳しており，膜表面では結晶性が失われている ものと考えられる．MgO キャップ層を形成した

FePt

膜の

RHEED

パターン(Fig. 6(a-2)–(c-2))はいずれも

Fig. 7(c)の MgO(001)に配向した場合のシミュレーション結果と一致し

ていることから，

MgO

キャップ層は(001)に配向していること が分かる．次に，これらの膜の構造を調べるため，

XRD

法に よる測定を行った．

XRD

法による解析の結果から明らかになった，

FePt

膜の厚 さ変化に対する膜構造と規則度の値をまとめたものを

Table 1

に示す．

FePt

膜の厚さが

5 nm

の場合，

MgO

キャップ層形 成の有無に関わらず，FePt(001)結晶のみから構成された膜と なっていた．これは，下地層として形成した

100 nm

厚の

MgO

が(001)に高配向しており，

MgO

下地層と

FePt

膜間の格子ミ スマッチによる引張応力が働いているためであると考えられ る．10 nm厚の

FePt

膜では．キャップ層形成無しの場合，

FePt(001)結晶に加えて，FePt(100)結晶が混在していた．し

かしながら，

MgO

キャップ層を形成した場合，

L 1

0

(100)

結晶 は減少もしくは消失していた．この結果は上述した

MgO(001)

基板上に形成した

FePt

膜と同様の結果となっていた．

FePt

膜の厚さが増加することにより，下地層の

MgO

と

FePt

間の 格子ミスマッチによる応力が緩和する．しかしながら，

MgO

キャップ層を形成した場合，下地と合金膜，合金膜とキャッ プ層という両者のミスマッチからの応力が効果的に

FePt

膜 に働くため

L 1

0

(001)結晶のみから構成された膜になったもの

- 4 -

Table 1 Crystal structures and order degrees of FePt films formed on MgO under layer of 100 nm thickness

Order Degree, S 0.77

FePt(001) FePt(001) FePt(001)

+(100) Film

Structure

0.59 0.73 0.70

FePt(001) FePt(001)+(100)

+(110)+(111) Without MgO

cap-layer

With MgO cap-layer

5 nm 10 nm 40 nm 5 nm 10 nm 40 nm

Film Thickness

FePt(001)+(100) +(110)+(111)

Order Degree, S 0.77

FePt(001) FePt(001) FePt(001)

+(100) Film

Structure

0.59 0.73 0.70

FePt(001) FePt(001)+(100)

+(110)+(111) Without MgO

cap-layer

With MgO cap-layer

5 nm 10 nm 40 nm 5 nm 10 nm 40 nm

Film Thickness

FePt(001)+(100) +(110)+(111)

と推察される．

40 nm

厚の

FePt

膜では，キャップ層形成の有 無に関わらず，複数の結晶から構成されていた．

FePt

合金は

(111)

面が最密充填面であることから，膜厚の増加に伴って，

FePt(111)結晶が現れたと考えられる．また，キャップ層を形

成した場合についても

L 1

0

(100)

結晶が混在していることから，

キャップ層による影響が小さくなったものと考えられる．規 則度は膜厚が

5 nm

の場合，XRD装置の感度不足により算出 できなかったが，

10

および

40 nm

の場合，

MgO

キャップ層 を形成することにより向上した．しかしながら，膜厚の増加 に伴って変化量は小さくなっていることから，MgOキャップ 層は

FePt

膜の厚さが薄い場合に大きな影響をもたらし，膜厚 の増加に伴ってその効果が小さくなっていくものと考えられ る．

5. まとめ

本研究では，エピタキシャル成長技術を用いて，

MgO(001)

基板上に，

L 1

0型規則合金材料である

Fe(Pt,Pd)三元合金を製

膜し，合金膜中の組成と

MgO

キャップ層が結晶性に及ぼす影 響について解析を行った．

Pt/Pd = 1

となる組成付近で規則度 は最小となった．また，キャップ層を形成することにより全 ての組成で格子定数比

c / a

の減少，規則度の向上，および面内 保磁力の減少が見られた．このことから，

MgO

キャップ層は エピタキシャル膜において

L 1

0結晶の

c

軸制御，規則化の促 進を達成する上で有効な手法であることが分かった．また，

多結晶

FePt

合金膜を

MgO

下地層上に形成し，合金膜の膜厚 と

MgO

キャップ層が結晶構造に及ぼす影響について解析を 行った．

FePt

膜の厚さが増加するに伴い，複数の結晶が混在 することが分かった．また，多結晶膜においても

MgO

キャッ プ層による配向制御，規則化の促進が可能であることが判明 した．

本研究によって，

L 1

0型規則合金薄膜が抱える課題に対する 解決手法の一つとして

MgO

キャップ層の導入が有効である ことが示された．これらの知見が，今後の磁気応用デバイス の発展に寄与することが期待される．

謝辞 本研究を行うに当たり，指導教員の二本正昭教授に は，懇切丁寧なご指導を賜り，深く感謝致します．工学院大 学の大竹充先生には，実験指導，学会発表および論文執筆指 導に至るまで研究に関する様々な場面で多くの助言を頂きま した．深く感謝致します．東京藝術大学大学院の桐野文良教 授には

EDX

分析でご協力頂きました．山形大学の稲葉信幸教 授には磁気特性解析でご協力頂きました．ここに謝意を表し ます．

参考文献

[1] EMC Corp: “The Digital Universe in 2020: Big Data, Bigger Digital Shadows, and Biggest Growth in the Far East”

(2012).

[2] “情報爆発のこれまでとこれから”, 電子情報通信学会誌, 94, 8, (2011).

[3] H. Zeng, M. L. Yan, Y. Lui, and D. J. Sellmyer:

J. Appl.

Phys.

, 89, 810 (2001).

[4] K. R. Coffy, M. A. Parker, and J. K. Howerd:

IEEE

.

Trans

.

Magn.

, 31, 2737 (1995).

[5] O. A. Ivanov, L. V. Solina, V. A. Demshina, and L. M. Magat,

Fiz. Metal. Metalloved.

, 35, 81 (1973).

[6] A. Ye, Yermakov and V. V. Maykov,

Phys. Met. Metall

., 69, 198 (1990).

[7] K. Sato, B. Bian, and Y. Hirotsu,

J. Appl. Phys.

, 91, 8516 (2002).

[8] S. Jeong, T. Ohkubo, A. G. Roy, D. E. Laughlin, and M. E.

McHenry,

J. Appl. Phys.

, 91, 6863 (2002).

[9] Y. K. Takahashi, K. Hono, T. Shima, and K. Takanashi,

J.

Magn. Magn. Mater

., 267, 248 (2003).

[10] A. Perumal, Y. K. Takahashi, T. O. Seki, and K. Hono,

Appl.

Phys. Lett.

, 92, 132508 (2008).

[11] M. Ohtake, S. Ouchi, F. Kirino, and M. Futamoto,

J. Appl.

Phys.

, 111, 07A708 (2012).

[12] A. Itabashi, M. Ohtake, S. Ouchi, F. Kirino, and M.

Futamoto,

IEEE Trans. Magn.

, 48, 3203 (2012).

[13] H. Ho, J. Zhu, A. Kulovits, D. E. Laughlin, and J-G. Zhu,

J.

Appl. Phys.

, 116, 193510 (2014).

[14] M. Ohtake, A. Itabashi, M. Futamoto, F. Kirino, and N.

Inaba,

IEEE Trans. Magn.

, 50, 2104204 (2014).

[15] B. M. Lairson, M. R. Visokay, R. Sinclair, and B. M.

Clemens,

Appl. Phys. Lett.

, 62, 639 (1993).

[16] A. Cebollada, D. Weller, J. Sticht, G. R. Harp, R. F. C.

Farrow, R. F. Marks, R. Savoy, and J. C. Scott,

Phys

.

Rev

.

B

, 50, 3419 (1994).

[17] M. Watanabe and M. Homma,

Jpn

.

J

.

Appl. Phys

., 35, L1264 (1996).

[18] M. H. Hong, K. Hono, and M. Watanabe,

J

.

App

.

Phys

., 84, 4403 (1998).

[19] H. Kanazawa and T. Suzuki,

J. Magn. Soc. Jpn.

, 25. 671 (2001).

研究業績（掲載済み有査読論文）

[1] Y. Noguchi, M. Ohtake, M. Futamoto, F. Kirino, and N.

Inaba,

J. Magn. Magn. Mater.

, 410, pp. 81–88 (2016).

その他，有査読国際会議発表

1

件（筆頭），有査読国内学会発 表

6

件（筆頭

2

件，共著

4

件）．