2010 Fiscal Year Self-evaluation Report
Spin structures and material design at surfaces and interfaces : first principles predictions
| Project/Area Number |
20540334
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Research Field |
Condensed matter physics II
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| Research Institution | Mie University |
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Principal Investigator |
NAKAMURA Kohji Mie University, 大学院・工学研究科, 准教授 (70281847)
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| Project Period (FY) |
2008 – 2011
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| Keywords | 表面界面磁性 / 第一原理計算 |
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| Research Abstract |
次世代の情報処理・通信技術を発展させる上で、表面や界面のスピン構造とその物性を制御することは重要な研究課題である。本研究ではノンコリニアスピンを考慮した第一原理FLAPW法を用いて、スピンエレクトロニクスの分野で重要な以下の研究に取り組む。
A. ハーフメタル強磁性体/反強磁性体界面のスピン構造の理論的予測:電子スピンの自由度を最大限に生かしたスピンエレクトロニクスデバイスを創製するためにはフェルミ面上の電子が完全にスピン偏極したハーフメタル強磁性体の活用が有効である。本研究では半導体構造と整合性のよいハーフメタル強磁性体と反強磁性体の界面のスピン構造を解析し、界面のハーフメタル特性と交換バイアス効果について考察する。
B. 強磁性体/反強磁性誘電体界面のスピン構造の理論的予測:電気磁気効果は電気と磁気的信号をカップリングさせ、応用面の上で注目されている。本研究では、反強磁性強誘電体/強磁性体界面のスピン構造を解析して、強磁性と強誘電性を備え持つ人工格子材料を提案する。また、反強磁性強誘電体の電気磁気効果と強磁性体/反強磁性体による交換バイアスを活用して、電場による強磁性体のスピンの向きの制御法を考察する。
C. 磁性金属薄膜のナノスピン構造の理論的予測:表面界面では構造の低対称化や配位数の低下、基板の効果により様々な磁気構造や磁気的性質を示す。本研究では、基板の種類及び面方位の制御による単原子層薄膜等の人工ナノスピン構造の解析を行う。また磁化容易軸や熱安定性,保持力などを決める、ナノ構造体において特に重要な結晶磁気異方性の考察や、ナノ構造体における磁壁やスピンスパイラル構造の安定性について考察する。
D. 有限温度における表面・界面スピン構造とスピンダイナミックス:有限温度における表面界面のスピン構造の安定性とスピンダイナミックスに関する理論的計算手法の開発を行う。
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