2020 Fiscal Year Annual Research Report
強磁性酸化物を用いた人工積層膜の電圧駆動メモリデバイスへの応用
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19K15044
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
大島 大輝 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 特任助教 (60736528)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | スピントロニクス / 垂直磁気異方性 / 強磁性絶縁体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、電圧誘起磁化反転を利用したスピントロニクスデバイスに適する材料として強磁性絶縁体、強磁性金属、非磁性金属からなる人工積層膜を提案し、その原理検証を目的として実験を行った。強磁性絶縁体としてはNiフェライトやZnフェライト、強磁性金属としてFeCo、非磁性金属としてCrやWを使用し、マグネトロンスパッタ法によりこれらの材料の人工積層膜をMgO単結晶基板上に作製した。その後、結晶化のために真空中で熱処理を行い、作製したサンプルの磁気特性を調べた。大きな値は得られなかったが、熱処理温度によっては垂直磁気異方性を示す磁化曲線が得られ、強磁性絶縁体／強磁性金属においても界面異方性が生じることがわかった。また、強磁性絶縁体と強磁性金属の磁気的な結合を示唆する結果も得られた。このことは、強磁性絶縁体を利用したスピントロニクスデバイスを開発する上で重要であると言える。最終年度では、電圧印加時の磁気特性を測定するため、真空中熱処理を行った積層膜サンプルをホールクロス状に微細加工し、上部に電圧を印加しながら異常ホール効果測定を行ったが、電圧印加による磁気異方性の変調は見られなかった。これは、サンプルが結晶性よく積層されていないためであると考えられ、人工積層膜の形成において、各層の材料・膜厚、成膜条件、熱処理温度を今以上に最適化する必要があることがわかった。今後は磁気特性／結晶性などを注視しながら、最適化をしていく予定である。
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