2017 Fiscal Year Annual Research Report
New development of ordered-alloy materials for spintronics
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25220910
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
高梨 弘毅 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (00187981)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
Bauer Gerrit 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (10620213)
白井 正文 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (70221306)
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| Project Period (FY) |
2013-05-31 – 2018-03-31
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| Keywords | 磁性材料 / スピントロニクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
次世代の情報通信技術を担う新しいエレクトロニクスとしてスピントロニクスが注目されている。スピントロニクスで使用されている磁性材料は、主としてFe, Co, Ni系のランダム合金であるが、それでは性能に限界がある。我々は規則合金に着目し、高スピン分極材料としてL21 および C1b 型ホイスラー合金、高磁気異方性材料としてL10 および L11 型規則合金を用いて、スピントロニクス機能の探求を行ってきた。平成29年度では以下の研究成果を得た。
①高機能化：ホイスラー合金を用いた面垂直通電型巨大磁気抵抗効果（CPP-GMR）の向上と高いスピン注入効率の実現を目標として研究に取り組んだ。フルホイスラーCo2(Fe,Mn)SiとAg-Mg非磁性中間層の組み合わせでは、CPP-GMRの膜厚およびアニール温度依存性を系統的に調べ、室温で63%のCPP-GMR比を達成した。また、新しい展開として、窒素濃度で格子定数を制御可能なCuN中間層を用いたCPP-GMR素子の開発に成功した。
②多機能化：昨年度に引き続き、分子線エピタキシー（MBE）法を用いた単原子層積層制御によるCoNiエピタキシャル薄膜の作製に取り組んだ。fcc型よりも高い磁気異方性が理論予測されているhcp型の積層構造を安定化させるために、hcp-Ru下地層の成長条件の最適化を行い、またCoNi層厚依存性を系統的に調べ、hcp型のCoNi規則構造を形成するための指針を得た。
③スピンカロリトロニクスへの展開：FePt規則合金における異常ネルンスト効果に関して、特徴的な温度依存性が観測され、スピン波励起を考慮することで実験結果を説明できることがわかった。また、異常ネルンスト効果の相反効果である異常エッティングスハウゼン効果を可視化することに成功し、規則合金スピンカロリトロニクスの新しい展開が拓けた。
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| Research Progress Status |
29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 |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(76 results)
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[Journal Article] Epitaxial contact Andreev reflection spectroscopy of NbN/Co2FeSi layered devices2018
Author(s)
Iduru Shigeta, Takahide Kubota, Yuya Sakuraba, Cor G. Molenaar, Joost N. Beukers, Shojiro Kimura, Alexander A. Golubov, Alexander Brinkman, Satoshi Awaji, Koki Takanashi, and Masahiko Hiroi
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Journal Title
APPLIED PHYSICS LETTERS
Volume: 112
Pages: 072402/1-5
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Capturing ultrafast magnetic dynamics by time-resolved soft x-ray magnetic circular dichroism2017
Author(s)
Kou Takubo, Kohei Yamamoto, Yasuyuki Hirata, Yuichi Yokoyama, Yuya Kubota, Shingo Yamamoto, Susumu Yamamoto, Iwao Matsuda, Shik Shin, Takeshi Seki, Koki Takanashi, and Hiroki Wadati
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Journal Title
APPLIED PHYSICS LETTERS
Volume: 110
Pages: 162401/1-5
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Magnetic Anisotropy and Damping for Monolayer-Controlled Co | Ni Epitaxial Multilayer2017
Author(s)
Takeshi Seki, Junpei Shimada, Satoshi Iihama, Masahito Tsujikawa, Tomoyuki Koganezawa, Akihiro Shioda, Takayuki Tashiro, Weinan Zhou, Shigemi Mizukami, Masafumi Shirai, and Koki Takanashi
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Journal Title
Journal of the Physical Society of Japan
Volume: 86
Pages: 074710/1-10
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Magnetic anisotropy of L10-ordered FePt thin films studied by Fe and Pt L2,3-edges x-ray magnetic circular dichroism2017
Author(s)
K. Ikeda, T. Seki, G. Shibata, T. Kadono, K. Ishigami, Y. Takahashi, M. Horio, S. Sakamoto, Y. Nonaka, M. Sakamaki, K. Amemiya, N. Kawamura, M. Suzuki, K. Takanashi, and A. Fujimori
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Journal Title
APPLIED PHYSICS LETTERS
Volume: 111
Pages: 142402/1-5
DOI
Peer Reviewed
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