2015 Fiscal Year Annual Research Report
磁性遷移金属ナノ構造における巨大磁気異方性と保磁力機構の解明
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25287077
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
中川 剛志 九州大学, 総合理工学研究科(研究院), 准教授 (80353431)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 表面磁性 / X線磁気円二色性 / ナノ磁性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
より小さく、より薄い磁石は高密記録素子として重要である。その際、磁石がより少数個の原子集団で安定であるためには、熱に対する磁化反転するエネルギー障壁が高い必要である。このエネルギー障壁は磁化容易軸と困難軸間の差であり、磁気異方性エネルギーと呼ばれる。通常、磁気異方性エネルギーを高めるためには、軌道磁気モーメントに大きな異方性がある希土類元素が用いられる。その一つとして、市販の最強磁石として有名なネオジム磁石があり、磁気異方性エネルギーは一原子あたり0.5 meVである。しかし、希少金属を使用するという問題点がある。一方、地球上に豊富にある鉄は磁力の点では申し分ないのであるが、磁気異方性エネルギーが小さく、磁化反転しやすい。鉄単体の異方性エネルギーは5 μeV程度しかない。しかし、鉄の結晶構造に異方性を持たせることで、磁気異方性エネルギーを大きくすることができる。
磁性薄膜は大きな磁気異方性を持つことが多い。その理由は表面・薄膜が低次元物質であり、その電子系の歪みにより異方性が発現するからである。磁気異方性の高い物質は産業に重要であり、かつ基礎科学的に興味深い研究対象である。一方、磁性薄膜が極端に薄くなると基板との合金化が問題となる。基板との合金化や強すぎる電子混成は磁性原子の磁気モーメントを減少させ、磁気異方性を損なうことがある。実際、W基板上のCoは単層では強磁性にならないことが知られている。本研究では、より高い磁気異方性と磁気モーメントの探索として、W(Mo)基板上の単原子層のFeおよびコバルトの磁性の研究を行った。その結果、Fe/W(112)において磁気異方性エネルギー0.6meV/atom、保磁力3.5T、Co/W(112)において磁気異方性エネルギー0.5meV/atom、保磁力3.0Tと高い値を得ることができた。またこれらの結晶構造についても詳細に決定した
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| Research Progress Status |
27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 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(10 results)
