2016 Fiscal Year Annual Research Report
Selective control of magnetic transition using pure spin current injection and development of innovative nanospin devices
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25220605
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
木村 崇 九州大学, 理学研究院, 教授 (80360535)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
河江 達也 九州大学, 工学研究院, 准教授 (30253503)
原 正大 熊本大学, 大学院先端科学研究部(理), 准教授 (50392080)
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| Project Period (FY) |
2013-05-31 – 2018-03-31
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| Keywords | スピン流 / 金属絶縁体転移 / メモリスタ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
スピン間の相互作用により生み出される相転移現象を解明し、それらを用いて、高効率に大きな電気抵抗変化を引き起こす革新的スピンデバイスを創出することを目指し、代表者が有する純スピン流の磁性酸化物への注入を行い、金属-絶縁体転移やメタ磁性転移などの相転移現象を選択的に引き起こす技術を開発してきた。これまでに、高効率なスピン注入物質の開発やそれを用いた純スピン流磁化反転や効率的スピン吸収効果など、スピン注入相転移を効果的に引き起こす要素技術に関しては、数多く確立している。更に、最重要課題のスピン流誘起相転移に関しても、既に実証実験に成功した。
今年度はこれらの相転移を、前述した要素技術を用いて如何に効果的に引き起こすかを探索した。その結果、通電時の発熱により、金属/絶縁体界面で化学反応が生じ、その反応の度合いが特性に大きな影響を及ぼすことが分かってきた。電流が流れた部分が加熱され、酸素イオンの移動が選択的に制御できる状態である。この延長線上で、発熱と化学反応効果を積極的に用いたスイッチング素子の作製にも成功しており、非常に安定した動作を示している。一方で、これらの反応ベースのスイッチングは、繰り返し特性が悪く、何らかの改善が必要である。
また、本研究において、熱スピン注入効率の優れている物質を発見することにも成功しており、そのメカニズムの解明にも成功している。これらは、前述の発熱の際に、効果的に作用すると期待され、各種技術の融合が期待できる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初目標のスピン注入相転移に起因した大きな抵抗変化の観測に成功に加えて、多くの有効な要素技術の開発に成功しており、今後は、それらの性能向上に努める。
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| Strategy for Future Research Activity |
前述のように、金属/絶縁体界面の化学反応の制御がカギであり、微細構造の観察に重点をおいた研究をすすめる。加えて、熱スピン注入を交えた効果的なスピン流生成法を組み合わせることで、選択的スピン注入素子の性能の向上が期待できる。
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