We fabricated (001)-oriented C1b-NiMnSb epitaxial films on MgO substrate by a magnetron sputtering system and systematically investigated the structure, magnetic property, and anisotropic magnetoresistance (AMR) effect. NiMnSb film was deposited using a stoichiometric NiMnSb target which has Mn-deficient (Mn ∼ 28.7 at. %) off-stoichiometric composition ratio. We have investigated bulk spin-polarization in NiMnSb films by measuring AMR on the basis of recent study for half-metallic L21-Heusler compounds. Although the negative sign of AMR ratio, which is indicative of half-metallic nature, was observed in the single layer NiMnSb films, the magnitude of AMR ratio (−0.10% at RT) was about half of the largest value reported for half-metallic L21-Heusler compounds. The current-perpendicular-to-plane (CPP) giant magnetoresistance (GMR) devices of NiMnSb/Ag/NiMnSb show MR ratio of 13.2% at 10 K and 4.2% at 300 K, which is higher than the previous result for NiMnSb/Cu/NiMnSb CPP-GMR devices [Caballero et al., J. Magn. Magn. Mater. 198–199, 55 (1999)], but much less than the CPP-GMR using L21-Heusler electrodes. The reduction of intrinsic bulk spin-polarization originating from the Mn-deficiency in NiMnSb layer is expected to be the main reason for small MR values.

1.
R. A. de.
Groot
,
F. M.
Mueller
,
P. G.
van Engen
, and
K. H. J.
Buschow
,
Phys. Rev. Lett.
50
,
2024
(
1983
).
2.
S.
Ishida
,
S.
Fujii
,
S.
Kashiwagi
, and
S.
Asano
,
J. Phys. Soc. Jpn.
64
,
2152
(
1995
).
3.
I.
Galanakis
,
P. H.
Dederichs
, and
N.
Papanikolaou
,
Phys. Rev. B
66
,
174429
(
2002
).
4.
S.
Kämmerer
,
A.
Thomas
,
A.
Hutten
, and
G.
Reiss
,
Appl. Phys. Lett.
85
,
79
(
2004
).
5.
Y.
Sakuraba
,
M.
Hattori
,
M.
Oogane
,
Y.
Ando
,
H.
Kato
,
A.
Sakuma
, and
T.
Miyazaki
,
Appl. Phys. Lett.
88
,
192508
(
2006
).
6.
R.
Shan
,
H.
Sukegawa
,
W. H.
Wang
,
M.
Kodzuka
,
T.
Furubayashi
,
T.
Ohkubo
,
S.
Mitani
,
K.
Inomata
, and
K.
Hono
,
Phys. Rev. Lett.
102
,
246601
(
2009
).
7.
H-x.
Liu
,
T.
Kawami
,
K.
Moges
,
T.
Uemura
,
M.
Yamamoto
,
F.
Shi
, and
P. M.
Voyles
,
J. Phys. D: Appl. Phys.
48
,
164001
(
2015
).
8.
T.
Iwase
,
Y.
Sakuraba
,
S.
Bosu
,
K.
Saito
,
S.
Mitani
, and
K.
Takanashi
,
Appl. Phys. Express
2
,
063003
(
2009
).
9.
Y.
Sakuraba
,
K.
Izumi
,
Y.
Miura
,
K.
Futasukawa
,
T.
Iwase
,
S.
Bosu
,
K.
Saito
,
K.
Abe
,
M.
Shirai
, and
K.
Takanashi
,
Phys. Rev. B
82
,
094444
(
2010
).
10.
J.
Sato
,
M.
Oogane
,
H.
Naganuma
, and
Y.
Ando
,
Appl. Phys. Express
4
,
113005
(
2011
).
11.
Y.
Sakuraba
,
M.
Ueda
,
Y.
Miura
,
K.
Sato
,
S.
Bosu
,
K.
Saito
,
M.
Shirai
,
T. J.
Konno
, and
K.
Takanashi
,
Appl. Phys. Lett.
101
,
252408
(
2012
).
12.
T. M.
Nakatani
,
T.
Furubayashi
,
S.
Kasai
,
H.
Sukegawa
,
Y. K.
Takahashi
,
S.
Mitani
, and
K.
Hono
,
Appl. Phys. Lett.
96
,
212501
(
2010
).
13.
Y. K.
Takahashi
,
N.
Hase
,
M.
Kodzuka
,
A.
Itoh
,
T.
Koganezawa
,
T.
Furubayashi
,
S.
Li
,
B. S. D. Ch. S.
Varaprasad
,
T.
Ohkubo
, and
K.
Hono
,
J. Appl. Phys.
113
,
223901
(
2013
).
14.
S.
Li
,
Y. K.
Takahashi
,
T.
Furubayashi
, and
K.
Hono
,
Appl. Phys. Lett.
103
,
042405
(
2013
).
15.
M. J.
Carey
,
S.
Maat
,
S.
Chandrashekariaih
,
J. A.
Katine
,
W.
Chen
,
B.
York
, and
J. R.
Childress
,
J. Appl. Phys.
109
,
093912
(
2011
).
16.
Y.
Du
,
B. S. D. Ch. S.
Varaprasad
,
Y. K.
Takahashi
,
T.
Furubayashi
, and
K.
Hono
,
Appl. Phys. Lett.
103
,
202401
(
2013
).
17.
Z.
Diao
,
M.
Chapline
,
Y.
Zheng
,
C.
Kaiser
,
A.
Ghosh Roy
,
C. J.
Chien
,
C.
Shang
,
Y.
Ding
,
C.
Yang
,
D.
Mauri
,
Q.
Leng
,
M.
Pakala
,
M.
Oogane
, and
Y.
Ando
,
J. Magn. Magn. Mater.
356
,
73
(
2014
).
18.
Y.
Du
,
T.
Furubayashi
,
T. T.
Sasaki
,
Y.
Sakuraba
,
Y. K.
Takahashi
, and
K.
Hono
,
Appl. Phys. Lett.
107
,
112405
(
2015
).
19.
I.
Galanakis
,
Ph.
Mavropoulos
, and
P. H.
Dederichs
,
J. Phys. D: Appl. Phys.
39
,
765
775
(
2006
).
20.
B.
Alling
,
S.
Shallcross
, and
I. A.
Abrikosov
,
Phys. Rev. B
73
,
064418
(
2006
).
21.
P. A. M.
van der Heide
,
W.
Baelde
,
R. A.
de Groot
,
A. R.
de Vroomen
,
P. G.
van Engen
, and
K. H. J.
Buschow
,
J. Phys. F: Met. Phys.
15
,
L75
(
1985
).
22.
K. E. H. M.
Hanssen
,
P. E.
Mijnarends
,
L. P. L. M.
Rabou
, and
K. H. J.
Buschow
,
Phys. Rev. B
42
,
1533
(
1990
).
23.
C. T.
Tanaka
,
J.
Nowak
, and
J. S.
Moodera
,
J. Appl. Phys.
86
,
6239
(
1999
).
24.
C. T.
Tanaka
,
J.
Nowak
, and
J. S.
Moodera
,
J. Appl. Phys.
81
,
5515
(
1997
).
25.
J.
Caballero
,
W.
Geerts
,
F.
Petroff
,
J.-U.
Thiele
,
D.
Weller
, and
J.
Childress
,
J. Magn. Magn. Mater.
177
,
1229
(
1998
).
26.
J.
Caballero
,
A. C.
Reilly
,
Y.
Hao
,
J.
Bass
,
W. P.
Pratt
, Jr.
,
F.
Petro
, and
J. R.
Childress
,
J. Magn. Magn. Mater.
198–199
,
55
(
1999
).
27.
Y.
Sakuraba
,
S.
Kokado
,
Y.
Hirayama
,
T.
Furubayashi
,
H.
Sukegawa
,
S.
Li
,
Y.
Takahashi
, and
K.
Hono
,
Appl. Phys. Lett.
104
,
172407
(
2014
).
28.
W. V.
Roy
,
J. D.
Boeck
,
B.
Brijs
, and
G.
Borghs
,
Appl. Phys. Lett.
77
,
4190
(
2000
).
29.
W. V.
Roy
,
G.
Borghs
, and
J. D.
Boeck
,
J. Cryst. Growth
227–228
,
862
(
2001
).
30.
J.-P.
Schlomka
,
M.
Tolan
, and
W.
Press
,
Appl. Phys. Lett.
76
,
2005
(
2000
).
31.
P.
Turban
,
S.
Andrieu
, and
B.
Kierren
,
Phys. Rev. B
65
,
134417
(
2002
).
32.
S.
Kokado
,
M.
Tsunoda
,
K.
Harigaya
, and
A.
Sakuma
,
J. Phys. Soc. Jpn.
81
,
024705
(
2012
).
33.
F. J.
Yang
,
Y.
Sakuraba
,
S.
Kokado
,
Y.
Kota
,
A.
Sakuma
, and
K.
Takanashi
,
Phys. Rev. B
86
,
020409(R)
(
2012
).
34.
D.
Orgassa
,
H.
Fujiwara
,
T.
Schulthess
, and
W.
Butler
,
Phys. Rev. B
60
,
13237
(
1999
).
35.
J.
Minar
,
J.
Braun
,
S.
Bornemann
,
H.
Ebert
, and
M.
Donath
,
J. Phys. D: Appl. Phys.
42
,
084009
(
2009
).
36.
B.
Zhang
,
J. A.
Heuver
,
F.
Wang
,
J.
Baas
,
G. A.
de Wijs
,
T.
Fukuhara
,
T. T. M.
Palstra
, and
R. A.
de Groot
,
Phys. Rev. B
88
,
014418
(
2013
).
You do not currently have access to this content.