[发明专利]磁阻效应元件

说明书

本发明的磁阻效应元件具备：第一铁磁性层；第二铁磁性层；以及位于上述第一铁磁性层和上述第二铁磁性层之间的非磁性间隔层，上述第一铁磁性层和上述第二铁磁性层中的至少一层包含具有半惠斯勒型晶体结构的金属化合物，上述金属化合物包含功能材料和构成上述半惠斯勒型晶体结构的单位晶格的X原子、Y原子和Z原子，上述功能材料比上述X原子、上述Y原子和上述Z原子中的任一原子的原子序数都小。

技术领域

本发明涉及一种磁阻效应元件。

背景技术

已知有由铁磁性层和非磁性层的多层膜构成的巨磁阻(GMR)元件、以及非磁性层使用了绝缘层(隧道势垒层、势垒层)的隧道磁阻(TMR)元件。GMR元件和TMR元件作为磁传感器、磁头、高频部件和磁随机存取存储器(MRAM)用的元件备受瞩目。磁阻效应元件具有作为性能指数之一的磁阻效应比(MR比)，并且正在进行提高磁阻效应比(MR比)的开发。据称，当铁磁性层使用高自旋极化材料时，会提高MR比，惠斯勒合金是高自旋极化材料的一个例子。

非专利文献[1]公开了一种由NiMnSb/Ag/NiMnSb所示的GMR元件，其使用作为惠斯勒合金之一的具有半惠斯勒型晶体结构的NiMnSb作为铁磁性层，并且使用Ag作为非磁性层。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：Scientific Reports 5.18387(2015)

发明内容

发明想要解决的技术问题

非专利文献[1]所记载的磁阻效应元件的MR比在室温下至多为8％，无法得到如期待的程度的MR比。其原因之一可以认为半惠斯勒型晶体结构具有空晶格。空晶格被认为是晶体结构变形的原因，并且晶体结构的变形使MR比降低。

本发明是鉴于上述情况而完成的发明，其目的在于：提供一种能够提高MR比的磁阻效应元件。

用于解决技术问题的技术方案

本发明的发明人进行深入研究，其结果发现，向构成铁磁性层的材料中添加规定的元素时，铁磁性层的晶体结构稳定化，并且磁阻效应元件的MR比提高。即，本发明为了解决上述技术问题，提供以下的技术方案。

(1)第一方式所涉及的磁阻效应元件具备：第一铁磁性层；第二铁磁性层；以及位于上述第一铁磁性层和上述第二铁磁性层之间的非磁性间隔层，上述第一铁磁性层和上述第二铁磁性层中的至少一层包含具有半惠斯勒型晶体结构的金属化合物，上述金属化合物包含功能材料和构成上述半惠斯勒型晶体结构的单位晶格的X原子、Y原子和Z原子，上述功能材料比上述X原子、上述Y原子和上述Z原子中的任一原子的原子序数都小。通过满足该构成，具有半惠斯勒型晶体结构的金属化合物维持高自旋极化率，晶体结构稳定化。其结果，磁阻效应元件的MR比提高。

(2)在上述方式所涉及的磁阻效应元件中，上述功能材料可以是选自B、C、N和F中的1种以上的原子。通过满足该构成，晶体结构更加稳定化。其结果，磁阻效应元件的MR比提高。

(3)在上述方式所涉及的磁阻效应元件中，上述金属化合物中的上述功能材料的组成比可以为0.1at％(0.1mol％)以上且7at％(7mol％)以下。通过满足该构成，晶体结构更加稳定化。其结果，磁阻效应元件的MR比提高。

(4)在上述方式所涉及的磁阻效应元件中，上述功能材料可以是硼，上述金属化合物中的上述功能材料的组成比可以为0.1at％以上且9.8at％以下。

(5)在上述方式所涉及的磁阻效应元件中，上述功能材料可以是碳，上述金属化合物中的上述功能材料的组成比可以为0.11at％以上且8.8at％以下。

(6)在上述方式所涉及的磁阻效应元件中，上述功能材料可以是氮，上述金属化合物中的上述功能材料的组成比可以为0.09at％以上且7.2at％以下。