2019 Fiscal Year Research-status Report
反強磁性スピントロニクスに向けた反強磁性磁気モーメントの電気的制御機構の理解
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19K15445
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
羽尻 哲也 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (80727272)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 反強磁性スピントロニクス / 交換結合 / 逆ペロブスカイト窒化物 / 薄膜 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
反強磁性体は強磁性体と比べて優れた特性を持つことが明らかになり，その制御や電気的検出についての研究が盛んに行われ始めている。しかしながら強磁性体とは異なり，反強磁性ネールベクトルの電気的読み取りが難しい。そのためネールベクトルの電気的制御が実証された反強磁性体は限られており，系統的な実験は行われてきていない。本研究では反強磁性ネールベクトルの電気的制御の系統的な理解を目指し，反強磁性体／強磁性体積層膜における交換結合磁界の電気的スイッチングを行う。
様々ある反強磁性体の中で，本研究ではまず始めに逆ペロブスカイト窒化物反強磁性体Mn3ANに着目した。反強磁性体Mn3ANはA原子によって反強磁性スピン構造や局所磁気モーメントの大きさが変化するため，A原子を変えた反強磁性体Mn3AN／強磁性体積層膜において交換結合磁界の電気的スイッチングを行う事で，系統的な比較が出来ると考えたためである。初年度はまず始めに反強磁性体Mn3AN （A = Ga, Ni, Ni0.35Cu0.65）と強磁性体Co3FeNとのエピタキシャル成長した積層膜の作成と交換結合特性の評価を行い，類似の交換結合特性を有していることを確認した。
続いてフォトリソグラフィを用いて積層膜をホールバーに加工し，上部の強磁性体の磁化方向を外部磁場を用いて制御し，強磁性体から反強磁性体に任意の方向に偏極したスピンを注入する事で交換結合磁界の反転挙動を調べた。交換結合を得るための磁場中冷却方向と逆方向に外部磁場を印加しパルス電流を印加する事で交換結合磁界がすべての積層膜で反転する事を見いだした。そして反転量のパルス電流密度依存性の測定を行い，反強磁性層により交換結合磁界の反転が飽和する電流密度に優位な差があることを見いだした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
逆ペロブスカイト窒化物反強磁性体／強磁性体のエピタキシャル成長した積層膜の作成ノウハウを確立し，さらに交換結合磁界スイッチングの反強磁性層依存性を見いだす事が出来たために，おおむね順調に計画が進んでいると思われる。
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| Strategy for Future Research Activity |
既に得られている交換結合磁界スイッチングの反強磁性体層依存性より，電流密度を決定する支配因子の推定を行う。そしてさらなる比較対象となりうる反強磁性体の選定を行い，薄膜・積層膜の作成と交換結合磁界スイッチング実験を行っていく。
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| Causes of Carryover |
予定した以上に実験が効率的に進んだために，予定していたほど消耗品の消費が少なかったため。また物品も購入を予定していた製品と同等の性能でありながら，安い物品を導入することが出来たため。
繰り越し分は実験消耗品に計上する予定である。
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Research Products
(19 results)
