2020 Fiscal Year Final Research Report
Atomic-scale defect control of electric field driven Fe/MgO magnetic device using spin-polarized STM
Project/Area Number |
17K19023
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Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Research Field |
Nano/Micro science and related fields
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Research Institution | Chiba University |
Principal Investigator |
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Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2021-03-31
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Keywords | 磁気デバイス / 鉄 / MgO / 原子 / 電界 |
Outline of Final Research Achievements |
Atomically-flat MgO monolayer films were grown on oxygen precoated Fe(001)-p(1×1)O substrate. Iron single atoms were deposited on this substrate. All experiments were performed in ultra-high vacuum at cryogenic temperatures (5 K). Scanning tunneling microscopy (STM) visualized single Fe atom absorption. We used the STM tip to apply high electric field to the Fe atom. We found the threshold electric field of 2.5 GV/m. Below 2.5 GV/m the Fe atoms stay on the surface, while the higher fields provided Fe atom desorption.
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Free Research Field |
表面磁性
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Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
世界中の全ての情報は、データセンターの無数の磁石で記憶されている。磁石に磁界を印加し、磁石の向きを変えることで情報が書き込まれる。微小コイルに電流を流して磁界を印加するが、必ずジュール熱が発生する。電力消耗の無い情報書き込み手法として、電界で磁石の特性を変える手法がある。しかし、電界が金属磁石に侵入できるのは僅か原子数層であり、また電界印加による原子構造変化もよくわかっていなかった。本研究で我々は、磁気情報デバイスに幅広く使用されているFe/MgO系を使用し、鉄原子1個を直接観察しながら電界を印加した。電界2.5 GV/mまで安定に吸着している事を実証した。
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