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Synthesizing magnetic tunnel Junction materials through novel layered crystal structures, incorporating the barium titanate framework.

Research Project

Project/Area Number 21K04862
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 29010:Applied physical properties-related
Research InstitutionSaitama University

Principal Investigator

Kamishima Kenji  埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (20321747)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywords結晶工学 / 応用物性 / フェライト
Outline of Research at the Start

本研究は、ハーフメタルであるマグネタイト層およびナノ絶縁障壁として働くチタン酸バリウム層を組み合わせた磁気トンネル接合を、新規積層構造フェライト結晶内に実現することを目的とする。磁気トンネル接合構造そのものを内包する新規積層構造フェライトを作製すれば、低コストかつ再現性の良いスピントロニクス材料として利用できる。

Outline of Final Research Achievements

Our aim was to acquire a bulk material featuring a sandwich structure composed of two conductive ferromagnetic layers separated by a thin insulating layer. The electrical resistance between these ferromagnets increases with their magnetization aligning antiparallel, while it decreases with parallel alignment, suggesting potential applications in electronics. We successfully synthesized new materials containing such layered structures. It became evident that ensuring the sample's strength for resistance measurement would be a future challenge.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

エレクトロニクスとは、電子のマイナスの電荷がどのように流れるかを利用した技術である。電子は電荷だけでなく、磁石としての性質を持つ「スピン」も持ち、これが電流の流れ方に影響する。この両方の性質を利用したエレクトロニクスを「スピントロニクス」と呼び、現在実用化に向けて研究が進んでいる。
本研究の学術的意義は、スピントロニクスデバイスの基盤となる「電気を通す磁石層/電気を通さない層/電気を通す磁石層」のサンドイッチ構造を、平易に作製できる方法を開発したことである。この構造は、電源を切ってもデータを保持できる省エネメモリなど、持続可能な社会の実現に貢献できる技術として期待されている。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 1 results) Presentation (12 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Uncovering a New Crystal Structure: 18H-type Ferrite Compounds2023

    • Author(s)
      Kamishima Kenji
    • Journal Title

      Materia Japan

      Volume: 62 Issue: 9 Pages: 594-599

    • DOI

      10.2320/materia.62.594

    • ISSN
      1340-2625, 1884-5843
    • Year and Date
      2023-09-01
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synthesis of (Ca, Sr)-based W-type hexagonal ferrite2023

    • Author(s)
      Kamishima Kenji、Sekigawa Takehiro、Kakizaki Koichi、Watanabe Kowashi
    • Journal Title

      Journal of Magnetism and Magnetic Materials

      Volume: 574 Pages: 170670-170670

    • DOI

      10.1016/j.jmmm.2023.170670

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] High Saturation Magnetization Calcium-Zinc Spinel Ferrite Prepared by Rapid Cooling2022

    • Author(s)
      Hashimoto J.、Kakizaki K.、Kamishima K.
    • Journal Title

      Journal of the Magnetics Society of Japan

      Volume: 46 Issue: 3 Pages: 58-63

    • DOI

      10.3379/msjmag.2205R002

    • ISSN
      1882-2924, 1882-2932
    • Year and Date
      2022-05-01
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Synthesis conditions of off-stoichiometric BaFe9LiO15 polycrystalline and single-crystal samples2022

    • Author(s)
      Kamishima K.、Takahashi H.、Kakizaki K.、Yanase I.、Fujihara T.
    • Journal Title

      Journal of Crystal Growth

      Volume: 593 Pages: 126755-126755

    • DOI

      10.1016/j.jcrysgro.2022.126755

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Restoration of the collinear spin arrangement in non-magnetic-ion-substituted M-type hexaferrite by high magnetic fields2021

    • Author(s)
      Kamishima K.、Yonezawa A.、Kakizaki K.、Miyake A.、Mitamura H.、Tokunaga M.
    • Journal Title

      Journal of Magnetism and Magnetic Materials

      Volume: 538 Pages: 168251-168251

    • DOI

      10.1016/j.jmmm.2021.168251

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    • Author(s)
      鹿島 光平, 神島 謙二, 柿崎 浩一
    • Organizer
      第47回日本磁気学会学術講演会
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      高橋 一世, 神島 謙二, 柿崎 浩一
    • Organizer
      粉体粉末冶金協会2023年度秋季大会
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  • [Presentation] Fe2+, Ti4+置換六方晶フェライトの作製2022

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      中原 想来, 柿崎 浩一, 神島 謙二
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      第46回日本磁気学会学術講演会
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      原澤 秀明, 柿崎 浩一, 神島 謙二
    • Organizer
      第46回日本磁気学会学術講演会
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  • [Presentation] Ca-Ba系六方晶W型フェライトの作製条件の探索2022

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      松井 瑛亮, 柿崎 浩一, 神島 謙二
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      第46回日本磁気学会学術講演会
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      小沼 裕基, 柿崎 浩一, 神島 謙二
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      第46回日本磁気学会学術講演会
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      米山 佳吾, 神島 謙二, 柿崎 浩一
    • Organizer
      第46回日本磁気学会学術講演会
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    • Author(s)
      松崎 智也, 神島 謙二, 柿崎 浩一
    • Organizer
      粉体粉末冶金協会2022年度秋季大会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Sb添加 FePd薄膜の結晶構造と磁気特性に関する研究2022

    • Author(s)
      笈沼 佳央梨, 神島 謙二, 柿崎 浩一
    • Organizer
      粉体粉末冶金協会2022年度秋季大会
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  • [Presentation] 新規フェライト相の探索:18H型フェライトの発見2021

    • Author(s)
      神島 謙二
    • Organizer
      第28回 みちのく磁性談話会
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    • Invited
  • [Presentation] MOD法により作製したSr系六方晶 M型フェライト薄膜の磁気特性2021

    • Author(s)
      加藤 大輝, 神島 謙二, 柿崎 浩一
    • Organizer
      粉体粉末冶金協会2021年度秋季大会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] MOD法により成膜した強磁性/強誘電性酸化物積層膜の磁気-電気効果2021

    • Author(s)
      一ノ宮 拓海, 神島 謙二, 柿崎 浩一
    • Organizer
      第45回日本磁気学会学術講演会
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      2021 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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