2020 Fiscal Year Annual Research Report
導電性を示す5d遷移金属酸化物におけるスピン流による磁化制御
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19K15434
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
上田 浩平 大阪大学, 理学研究科, 助教 (60835289)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 5d遷移金属酸化物 / スピン流 / スピンホール効果 / スピントロニクス / 界面物性 / 薄膜 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
電流による磁化制御は次世代磁気メモリ開発に向けた重要な課題となっている。中でも、電子のスピン角運動量の流れであるスピン流を用いた磁化制御が着目されており、スピントロニクス研究の発展をもたらしてきた。これまでは、強いスピン軌道相互作用を有するPtやTaのような5d遷移金属がスピン流研究の舞台となっている。近年、フェルミ面近傍の状態密度が5d軌道だけで支配されている5d遷移金属酸化物群が強いスピン軌道相互作用を担うために注目を浴びている。そのため、状態密度が5dと6s軌道で支配されている従来の5d遷移金属とは、異なるスピン流物性が期待される。本研究では、同酸化物群であるイリジウム酸化物 (IrO2)に着目し、スピン流物性の開拓を行う。
本年度は、前年度に取り組んだアモルファスIrO2におけるスピン流生成の結果を論文に掲載した。IrO2は、Ptと同程度の高い電流-スピン流変換率を持ち、その特異な電子構造が大きなスピン流生成に起因すると示唆された。引き続き2層膜デバイスPy/IrO2に着目し、積層順序がもたらすスピン流物性の影響を調べた。その結果、下地IrO2の構造では上地の構造に比べ、スピン流生成が大きくなることを見出した。Pt参照試料と比較することで、界面における磁性層Pyの酸化とは相関がないことが予想される。さらに、下地IrO2の構造において垂直磁気異方性の増大が確認され、界面由来の影響が示唆された。これらの結果は、現在論文として投稿中である。並行して、異なる強磁性体CoFeBや単結晶SrIrO3用いた二層膜デバイスCoFeB/IrO2とCoFeB/SrIrO3を作製し同様の実験を行ってきた。論文としてまとめる段階ではないが、大きな電流-スピン流変換率が見込まれ、5d遷移金属酸化物が新奇なスピントロニクス材料として有望であることを示している。
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Research Products
(4 results)
