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2013 Fiscal Year Annual Research Report

低消費電力スピントロニクスに向けた金属/絶縁体界面での垂直磁気異方性

Research Project

Project/Area Number 24360264
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

中谷 亮一  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60314374)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 白土 優  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70379121)
野村 光  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (20506258)
Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Keywords表面・界面 / スピントロニクス / 垂直磁気異方性 / 絶縁体 / 磁性材料
Research Abstract

本研究課題では、金属強磁性体/酸化物絶縁体界面での垂直磁気異方性の発現とその原理解明に関する研究を進めている。平成25年度には、Co/α-Cr2O3界面で高い垂直磁気異方性が発現することと同時に、Pt/Co/α-V2O3界面でも垂直磁気異方性が発現することを見出した。また、その原理解明に向けて、電界による垂直磁気異方性の制御についての検討を進めた。その検討段階で、a-Cr2O3層への電界印加には高度な微細加工技術が必要であることが明らかになり、その技術開発を行うことで、40μm以下の微小ドット形状とすることで、電界印加が可能な素子作製に成功した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

当初予定では、平成25年度に電界による垂直磁気異方性の制御を実施する予定であったが、別途記載した通り、その検討段階で、本素子の作製には高度な微細化が必要であることが明らかになった。平成25年度は、電界印加に適した素子構造の最適化までを完了した。

Strategy for Future Research Activity

前年度までに明らかにしたCo/a-Cr2O3垂直磁気異方性素子および、それらを用いた電界印加可能素子を用いて、垂直磁気異方性の電界効果の観点から、垂直磁気異方性の発現起源を明確にする。特に、電界印加状態での異常ホール効果測定を用いて、垂直磁気異方性エネルギーの高次項の影響も含めて明確にすることを目指す。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

平成25年度には、別途記載の通り、電界印加による垂直磁気異方性を行う予定にしていたが、電界印加素子作製の最適化を重点的に行う必要が生じたため、電界印加に必要となる電子計測器の導入を、平成26年度に行うこととしたため。
電界印加計測のための電子計測器の購入を、平成26年度予算と合わせて執行する。これによって、平成25年度に作製に成功した電界印加型素子に対して電界印加実験を行い、当初の平成26年度実施予定である高周波測定と合わせて実施する。

  • Research Products

    (26 results)

All 2014 2013

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (24 results) (of which Invited: 11 results)

  • [Journal Article] High-temperatur regeneration of perpendicular exchange bias in a Pt/Co/Pt/a-Cr2O3/Pt thin film system2013

    • Author(s)
      Yu Shiratsuchi, Kentaro Toyoki, Yuuta Nakano, Satoshi Onoue, Yuichiro Takechi, Chiharu Mitsumata and Ryoichi Nakatani
    • Journal Title

      Applied Physics Express

      Volume: 6 Pages: 123004-1-4

    • DOI

      10.7567/APEX.6.123004

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ni/Co垂直磁化膜の磁壁エネルギー2013

    • Author(s)
      豊木研太郎、白土優、中谷亮一
    • Journal Title

      ICICE Technical Report

      Volume: 113 Pages: 17-22

  • [Presentation] NANOMAGNET-BASED SHIFT REGISTER AND UNIDIRECTIONAL TRANSMISSION WIRENANOMAGNET-BASED SHIFT REGISTER AND UNIDIRECTIONAL TRANSMISSION WIRE2014

    • Author(s)
      Hikaru Nomura
    • Organizer
      Moscow International Symposium on Magnetism MISM-2014
    • Place of Presentation
      Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia
    • Year and Date
      20140629-20140703
  • [Presentation] Pt/Co/Pt/α-Cr2O3/Pt薄膜における垂直交換磁気異方性の高温再発現2014

    • Author(s)
      白土 優,武智雄一郎,豊木研太郎,中野佑太,尾上 聡,三俣千春,中谷亮一
    • Organizer
      2014年第61回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      青山学院大学、相模原、神奈川
    • Year and Date
      20140317-20140320
  • [Presentation] 表面磁化反強磁性α-Cr2O3(0001)薄膜による垂直交換磁気異方性の特性2014

    • Author(s)
      尾上 聡,白土 優,武智雄一郎,西村隆志,若津康平,中村哲也,三俣千春,中谷亮一
    • Organizer
      2014年第61回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      青山学院大学、相模原、神奈川
    • Year and Date
      20140317-20140320
  • [Presentation] Pt/Co/α-Cr2O3/α-V2O3エピタキシャル薄膜における垂直交換磁気異方性2014

    • Author(s)
      吉田沙織,白土 優,尾上 聡,播本祥太郎,中谷亮一
    • Organizer
      2014年第61回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      青山学院大学、相模原、神奈川
    • Year and Date
      20140317-20140320
  • [Presentation] 反強磁性α-Cr2O3によって誘起される垂直交換磁気異方性とα-Cr2O3層の結晶性の影響2014

    • Author(s)
      白土 優
    • Organizer
      微細構造解析プラットフォーム2013年度第2回ワークショップ
    • Place of Presentation
      物質・材料研究機構、つくば、茨城
    • Year and Date
      20140314-20140314
    • Invited
  • [Presentation] 磁性量子セルラ・オートマトン回路2014

    • Author(s)
      野村 光,森田陽大,中谷亮一
    • Organizer
      磁気記録・情報ストレージ研究会
    • Place of Presentation
      パナソニック企業年金基金 松心会館、門真、大阪
    • Year and Date
      20140124-20140124
    • Invited
  • [Presentation] 反強磁性α-Cr2O3(0001)薄膜を用いた垂直交換磁気異方性の発現と制御2013

    • Author(s)
      白土 優
    • Organizer
      公益財団法人新世代研究所 第1回界面ナノ科学研究会
    • Place of Presentation
      ATI研究所、千代田区、東京
    • Year and Date
      20131225-20131225
    • Invited
  • [Presentation] Antiferromagnet material for low-power consumption magnetic recording devices2013

    • Author(s)
      Yu Shiratsuchi
    • Organizer
      International Congress on Processing & Manufacturing of Advanced Materials (THERMEC’2013)
    • Place of Presentation
      Rio Hotel, Las Vegas, Nevada, USA
    • Year and Date
      20131202-20131206
    • Invited
  • [Presentation] Numerical simulation for magnetization manipulation of three dimensional magnetic logic gate with magnetic force microscopy2013

    • Author(s)
      Keisuke Iwaki, Hikaru Nomura and Ryoichi Nakatani
    • Organizer
      Magnetics and Optics Research International Symposium (MORIS)
    • Place of Presentation
      大宮ソニックシティ―、大宮、埼玉
    • Year and Date
      20131202-20131205
  • [Presentation] Enhancement of perpendicular exchange bias in Pt/Co/-Cr2O3 thin film system by controlling crystalline quality of α-Cr2O3 layer2013

    • Author(s)
      Yu Shiratsuchi, Yuichiro Takechi, Yuuta Nakano, Satoshi Onoue and Ryoichi Nakatani
    • Organizer
      58th Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials
    • Place of Presentation
      Hilton Denver Downtown Hotel, Denver, Colorado, USA
    • Year and Date
      20131104-20131108
  • [Presentation] Unidirectional transmission wire with asymmetrical dots for nanomagnetic logic gate2013

    • Author(s)
      Hiuaru Nomura, Akihiro Morita, Soichiro Miura and Ryoichi Nakatani
    • Organizer
      58th Annual conference on magnetism and magnetic materials (MMM)
    • Place of Presentation
      Hilton Denver Downtown Hotel, Denver, Colorado, USA
    • Year and Date
      20131104-20131108
  • [Presentation] Pt/Co/α-Cr2O3垂直交換磁気異方性薄膜の軟X線MCDによる界面非補償反強磁性スピンの評価2013

    • Author(s)
      白土 優
    • Organizer
      東京大学物性研究所短期研究会
    • Place of Presentation
      東京大学物性研究所、柏、千葉
    • Year and Date
      20131030-20131101
    • Invited
  • [Presentation] 反強磁性Cr2O3薄膜を用いた垂直交換バイアスとその機能性2013

    • Author(s)
      白土 優
    • Organizer
      電気学会ナノスケール委員会,ナノスケール磁性体の新機能性の応用調査専門委員会
    • Place of Presentation
      サニー貸会議室、千代田区、東京
    • Year and Date
      20131025-20131025
    • Invited
  • [Presentation] Ni/Co垂直磁化膜の磁壁エネルギー2013

    • Author(s)
      豊木研太郎,白土 優,中谷亮一
    • Organizer
      電気情報通信学会MR研究会
    • Place of Presentation
      福岡交通センタービル、博多、福岡
    • Year and Date
      20131024-20131025
  • [Presentation] Pt/Co/Pt/Cr2O3/Pt薄膜の垂直交換バイアスに対するCo/ Cr2O3界面Pt超薄膜の影響2013

    • Author(s)
      白土 優,豊木研太郎,中野佑太,尾上 聡,武智雄一郎,中谷亮一
    • Organizer
      第74回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      同志社大学、京田辺、京都
    • Year and Date
      20130916-20130919
  • [Presentation] Determination of optical constants of α-Cr2O3 thin film using magneto-optic Kerr spectrum2013

    • Author(s)
      Kentaro Toyoki, Yu Shiratsuchi, Takeshi Kato, Satoshi Iwata and Ryoichi Nakatani
    • Organizer
      2013 Japan-Taiwan Symposium on Polyscale Technologies for Biomedial Engineering and Environmental Sciences (PT-BMES 2013)
    • Place of Presentation
      東京理科大学、長万部、北海道
    • Year and Date
      20130907-20130910
  • [Presentation] Data transfer in nanomagnetic logic circuit2013

    • Author(s)
      Hikaru Nomura, Soichiro Miura, Akihiro morita and Ryoichi Nakatani
    • Organizer
      2013 Japan-Taiwan Symposium on Polyscale Technologies for Biomedial Engineering and Environmental Sciences (PT-BMES 2013)
    • Place of Presentation
      東京理科大学、長万部、北海道
    • Year and Date
      20130907-20130910
    • Invited
  • [Presentation] 磁気光学Kerrスペクトルによるα-Cr2O3薄膜の光学定数の決定2013

    • Author(s)
      豊木研太郎,白土 優,加藤剛志,岩田 聡,中谷亮一
    • Organizer
      第37回日本磁気学会学術講演会
    • Place of Presentation
      北海道大学、札幌、北海道
    • Year and Date
      20130903-20130906
  • [Presentation] Pt/Co/Pt/Cr2O3/Pt薄膜の垂直交換バイアスの温度依存性2013

    • Author(s)
      白土 優,豊木研太郎,武智雄一郎,中野佑太,尾上 聡,三俣千春,中谷亮一
    • Organizer
      第37回日本磁気学会学術講演会
    • Place of Presentation
      北海道大学、札幌、北海道
    • Year and Date
      20130903-20130906
  • [Presentation] 9. Data flow direction control in magnetic quantum cellular automata2013

    • Author(s)
      Hikaru Nomura, Soichiro Miura, Akihiro Morita and Ryoichi. Nakatani
    • Organizer
      第37回日本磁気学会学術講演会,シンポジウム
    • Place of Presentation
      北海道大学、札幌、北海道
    • Year and Date
      20130903-20130906
    • Invited
  • [Presentation] Unique exchange bias induced by antiferromagnetic Cr oxide2013

    • Author(s)
      Yu Shiratsuchi and Ryoichi Nakatani
    • Organizer
      The 8th Pacific Rim International Conference on Advanced Materials and Processing (PRICM8)
    • Place of Presentation
      Hilton Waikoloa Viledge, Waikoloa, Hawaii, USA
    • Year and Date
      20130804-20130809
    • Invited
  • [Presentation] Hybrid Element of Magnetic Quantum Cellular Automata and Domain Wall Logic2013

    • Author(s)
      Hikaru Nomura, Fumihiko Nakamura, Yuya Takeda, Soichiro Miura, Syun Hirai and Ryoichi Nakatani
    • Organizer
      The 8th Pacific Rim International Conference on Advanced Materials and Processing (PRICM8)
    • Place of Presentation
      Hilton Waikoloa Viledge, Waikoloa, Hawaii, USA
    • Year and Date
      20130804-20130809
  • [Presentation] Switchable exchange bias for the future spinelectronics devices2013

    • Author(s)
      Yu Shiratsuchi
    • Organizer
      Cooperative Conference on Materials Research (CCMR2013)
    • Place of Presentation
      Ramada Hotel, 済州、韓国
    • Year and Date
      20130624-20130628
    • Invited
  • [Presentation] Switchable perpendicular exchange bias using antiferromagnetic α-Cr2O3 thin film2013

    • Author(s)
      Yu Shiratsuchi
    • Organizer
      The 8th International Symposium on Metallic Multilayer (MML2013)
    • Place of Presentation
      京都リサーチパーク、京都
    • Year and Date
      20130519-20130524
    • Invited

URL: 

Published: 2015-05-28  

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