[发明专利]结晶及层叠体

说明书

技术领域

本发明涉及结晶及层叠体，例如涉及将M设为3d过渡金属元素时为MgMO的结晶、以及含有该结晶作为膜的层叠体。

背景技术

近年来，一直在积极地推进应用了带有电荷的自旋的信息处理、以及用于独立控制自旋与电荷的技术开发。例如，提出了像MRAM(Magnetic Random Access Memory)和自旋晶体管这样的、使用发生了自旋极化的传导电子的器件等。

非专利文献1中预测：作为MgO(氧化镁)的晶体结构，除了纤锌矿结构与岩盐结构之外，MgO的晶体结构可以是h-MgO(以下也称为六方结构)。非专利文献2和3中记载了强磁性体的异常霍尔效应。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：Physical Review B Vol.63，104103(2001)

非专利文献2：Physical Review Letters Vol.97，126602(2006)

非专利文献3：JJAP Express Letter Vol.46，L642-L644(2007)

发明内容

发明所要解决的课题

对于使用自旋极化传导电子的器件来说，需要高效生成自旋极化传导电子。霍尔迁移率大的试样一般具有高传导率。在这种情况下，高传导率起因于高电子浓度，大部分情况下迁移率低。作为电子浓度高的试样，有例如Fe、Co等强磁性金属。对于强磁性金属而言，传导电子的自旋极化率为60％以下。传导电子的自旋极化率依存于与定域自旋的相互作用而发生变化。例如，若传导电子能够在低电子浓度下具有高电子迁移率，则自旋极化率由偏斜散射(skew scattering)来确定。因此，有可能能够实现高自旋极化率。

本发明鉴于上述课题而完成，其目的在于提供，高效生成自旋极化传导电子的层叠体、以及能够制作该层叠体的结晶。

用于解决课题的手段

本发明为一种层叠体，其特征在于，

具备：

作为具有纤锌矿结构的结晶的底膜，和

将M设为3d过渡金属元素、且将X的范围设为0<X<1时，形成于上述底膜上的具有六方结构的Mg_XM_1-XO膜；

其中，

将Mg或M示为20、将O示为22时，所述六方结构为图8的晶体结构。

根据本发明，可以高效生成自旋极化传导电子。

就上述构成而言，可以形成上述底膜的晶格常数a和b分别大于在上述Mg_XM_1-XO膜为纤锌矿结构的情况下的晶格常数a和b的构成。

就上述构成而言，可以形成上述底膜为具有纤锌矿结构的氧化锌的构成。根据该构成，可以形成六方结构的Mg_XM_1-XO膜。

就上述构成而言，可以形成上述M为Co、上述Mg_XM_1-XO膜的膜厚为60nm以下的构成。

就上述构成而言，可以形成上述M为Co、上述Mg_XM_1-XO膜的X的范围为0.1以上且0.5以下的构成。

就上述构成而言，可以形成上述Mg_XM_1-XO膜为在该膜上具有覆盖膜的Mg_XM_1-XO膜，且形成上述覆盖膜的结晶的晶格常数a和b分别大于在上述Mg_XM_1-XO膜为纤锌矿结构的情况下的晶格常数a和b的构成。

就上述构成而言，可以形成上述Mg_XM_1-XO膜为Mg_XCo_1-XO膜的构成。另外，就上述构成而言，当M为Co和Zn、且将Y的范围设为0<Y<1时，可以形成上述Mg_XM_1-XO膜为Mg_XCo_YZn_1-X-YO膜的构成。

本发明为一种结晶，其特征在于，