Spin-orbit-torque in inverse Heusler alloy films

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K05296
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 29010:Applied physical properties-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: Kubota Takahide 東北大学, 工学研究科, 特任准教授 (00580341)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小田 洋平 福島工業高等専門学校, 一般教科, 准教授 (80751875)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: スピントロニクス / 垂直磁化膜 / MRAM / マンガン / 金属間化合物

Outline of Final Research Achievements

Lattice distortion dependence of magnetocrystalline anisotropy and spin-orbit torque were investigated for epitaxially grown inverse Heusler alloy, Mn2CoGa, in this study. We successfully fabricated a series of Mn2CoGa films showing different values of c/a in our experiments, and discovered that the magnetocrystalline anisotropy energy (Ku) was proportional to c/a of the samples. The ab initio calculation also demonstrated the c/a dependent Ku and explained according to the change of electronic structure. Finally, we successfully demonstrated spin-orbit torque in Mn2CoGa films experimentally.

Free Research Field

スピントロニクス

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

磁性薄膜における磁気異方性並びにスピン軌道トルクの制御は磁気記録や磁気メモリ応用において重要な課題である。本研究で見出した材料は、薄膜作製条件によりそれらの物性を制御できるという特徴がある。従来材料では、材料組成そのものを変える、あるいは、他の材料との積層界面を形成することが物性制御に必要であったが、単一の材料でそれを実現したことは、学術、応用の両面で重要な意義がある成果である。