2022 Fiscal Year Annual Research Report
Element-substitution engineering of Weyl magnets for next-generation Hall sensor
Project/Area Number |
21K14520
|
Research Institution | Tohoku University |
Principal Investigator |
中野 貴文 東北大学, 工学研究科, 助教 (90839185)
|
Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2023-03-31
|
Keywords | スピントロニクス / ホイスラー合金 |
Outline of Annual Research Achievements |
スパッタリング法を用いて,ワイル磁性体の候補材料である,Ti系ホイスラー合金およびMn系ホイスラー合金の薄膜作製に取り組んだ. Ti系ホイスラー合金については,格子整合性の観点から,その基板としてGd3Ga5O12(GGG)単結晶を選択した.はじめに,GGG基板自体の平坦性を確保するために,基板加熱条件の最適化をおこなった.その結果,900℃で大気中熱処理をおこなうことで,明瞭なステップ・テラス構造を有する原子層レベルで平坦な表面(平均粗さ0.1 nm程度)を得ることに成功した.つづいて,そのGGG基板上に,Ti系ホイスラー合金のバッファ層として利用する,Mg2Ge薄膜を作製した.基板加熱条件を系統的に変えて成膜をおこなったが,これまでのところ,単結晶薄膜の作製には成功しておらず,引き続き成膜条件の最適化が必要である.また,本研究で扱うTi系ホイスラー合金にはTi2MnAlを選択し,作製した薄膜の組成分析の結果から,おおよそ狙い通りの組成が得られていることを確認した.Mn系ホイスラー合金については,単結晶MgO基板上に,Mn2TiAlの薄膜作製をおこなった.はじめに,各材料の薄膜の組成分析をおこない,おおよそ狙い通りの組成が得られていることを確認した.つづいて,単結晶のTi2MnAlおよびMn2TiAl薄膜を作製するために,その基板加熱条件の最適化に取り組んだ.300℃から700℃まで基板加熱温度を変えて成膜をおこなったが,これまでのところ,単結晶薄膜の作製には成功しておらず,引き続き成膜条件の最適化が必要である.また,作製した薄膜の磁気特性も評価したが,有限な磁化は観測されておらず,Mn2TiAlの規則構造は得られていないと考えられる.
|