[发明专利]磁阻效应元件以及惠斯勒合金

说明书

本发明提供一种能够进一步增大MR比(磁阻变化率)和RA(面电阻)的磁阻效应元件。该磁阻效应元件具备：第一铁磁性层、第二铁磁性层、以及位于所述第一铁磁性层与所述第二铁磁性层之间的非磁性层，所述第一铁磁性层和所述第二铁磁性层中的至少一个由下述通式(1)所表示的惠斯勒合金构成。Co₂Fe_αX_β……(1)式(1)中，X表示选自Mn、Cr、Si、Al、Ga和Ge中的一种以上的元素，α和β表示满足2.3≤α+β、αβ、且0.5α1.9的数。

技术领域

本发明涉及一种磁阻效应元件以及可以有利地用于磁阻效应元件等的利用了磁性的元件或装置的惠斯勒合金。

背景技术

磁阻效应元件是层叠方向的电阻值根据磁阻效应而变化的元件。磁阻效应元件具备两个铁磁性层和被它们夹持的非磁性层。在非磁性层使用了导体的磁阻效应元件被称为巨磁阻(GMR)元件，在非磁性层使用了绝缘层(隧道势垒层、势垒层)的磁阻效应元件被称为隧道磁阻(TMR)元件。

即使在GMR元件中，在元件的垂直于膜面方向流通电流的电流垂直平面型巨磁阻(CPP-GMR)元件作为下一代硬盘用磁头备受瞩目。在该CPP-GMR中，为了提高MR比(磁阻变化率)，在铁磁性层中广泛地利用惠斯勒合金。

在非专利文献1中，公开了一种使用作为惠斯勒合金的Co₂FeGa_0.5Ge_0.5合金作为铁磁性层的材料，使用Ag作为非磁性层的材料，并且在铁磁性层与非磁性层之间，插入NiAl层的结构的CPP-GMR元件。在该非专利文献1中，公开了一种MR比为77％，RA(面电阻)为33.4mΩ·μm²的CPP-GMR元件。

在非专利文献2中，公开了一种能够用作记录密度为2Tbit/in²的硬盘的磁头的CPP-GMR元件的条件。在该非专利文献2中，公开了示出当将通过自旋转移转矩的临界电流密度Jc设定为2.5×10⁷A/cm²时、设定为5.0×10⁷A/cm²时、以及设定为1.0×10⁸A/cm²时的CPP-GMR的MR比与RA的关系的图表。

现有技术文件

非专利文件

非专利文献1：Appl.Phys.Lett.108,102408(2016)

非专利文献2：IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS,VOL.46,NO.6,JUNE 2010的图5

发明内容

发明想要解决的技术问题

伴随着近年来对硬盘的低电压化和省电力化的要求，在硬盘用磁头中期望进一步低消耗电力化。上述非专利文献1中公开的MR比为77％、RA为33.4mΩ·μm²的CPP-GMR元件，根据上述非专利文献2的图5的图表，可以在临界电流密度Jc为5.0～10×10⁷A/cm²的硬盘中使用，但是不能在临界电流密度Jc低于5.0～10×10⁷A/cm²的硬盘中使用。即，为了能够在临界电流密度Jc低于5.0～10×10⁷A/cm²的硬盘中使用，需要进一步提高CPP-GMR元件的MR比或者增大RA。但是，在CPP-GMR元件中，存在通常当增大RA时，MR比有降低的倾向的问题。

另外，不仅限于硬盘，在磁阻存储器(MRAM)等中，在RA大的情况下，也需要高的MR比。