2022 Fiscal Year Annual Research Report
ナノサイズ高感度磁気再生素子を実現するＣＰＰ－ＡＭＲ単結晶薄膜材料の開発
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20H02177
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
角田 匡清 東北大学, 工学研究科, 准教授 (80250702)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
古門 聡士 静岡大学, 工学部, 教授 (50377719)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | スピントロニクス / 磁気抵抗効果 / AMR |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度の本年度は、昨年度までの検討に引き続き、酸化マグネシウム単結晶基板上に、種々の組成をもつNi-Fe, Fe-Co, Co-Ni合金薄膜をエピタキシャル成長させ、同薄膜の異方性磁気抵抗（AMR）効果の電流方位依存性について検討を行った。AMR効果の計測には、試料回転機構を有する超電導マグネット物理特性計測装置（PPMS）を用い、in-plane AMR、out-of-plane AMR、およびtransverse AMRの３種類について、室温から5Kの範囲で測定を行った。
得られたAMR効果の結果を用いて、現象論的表式（W. Doring）の磁気抵抗定数（AMR係数）を算出し、Ni-Fe, Fe-Co, Co-Ni合金薄膜の同定数の組成ならびに温度依存性を決定した。磁気抵抗定数の算出には、付加的効果が重畳しやすいと考えられるin-plane AMRの実験結果を用いない表式を導出して用いた。
Doringの表式から、立方晶の主要結晶面に対するtransverse AMRの表式を導出し、実験で求めたAMR係数を代入することで、各材料、各電流（I）方位で期待されるCPP-AMR効果の大きさについて検討した。その結果、Co40Ni60合金のI//[221]の場合に、最大25％CPP-AMRが期待できることが明らかとなった。
理論の側面からは、in-plane AMR, out-of-plane AMR, transverse AMRの測定結果に対応すべく、厳密対角化の手法を用いて各方位のAMR効果の数値解析を行うと共に、各方位のAMR効果に及ぼす各3d軌道の影響について、Fe4NのAMR効果の測定結果との比較を通じて、詳細な考察を行った。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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