2015 Fiscal Year Annual Research Report
新しい局所磁性測定法を用いた磁性積層膜における埋もれた界面機能の研究
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25287086
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
壬生 攻 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40222327)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三井 隆也 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, その他部局等, 研究員 (20354988)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 磁性 / 薄膜 / 積層膜 / 界面 / メスバウアー分光 / 核共鳴散乱 / 放射光 / スピントロニクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ここ数年の間に急速に発展中の放射光核共鳴散乱法（放射光メスバウアー分光法）と大学実験室レベルで実施可能な密封放射線源を用いたメスバウアー分光法を併用した，磁性積層膜の埋もれた界面の物性や機能に関する研究課題について，第 3 年度目の研究を推進した。
いくつかの研究ターゲットのうち，伝導電子が 100％ スピン分極した「ハーフメタル」の候補物質である L2_1_ 型ホイスラー合金の積層膜に関しては，熱処理による界面構造・界面磁性の変化に重点をおいて研究を継続した。強磁性／フェリ磁性接合界面に関しては，前年度に開発された円偏光放射光を用いたメスバウアー分光法を活用し，界面磁気構造をより詳細に測定することに成功した。以上の成果は，随時国内外の学会で発表されている。一方，スピントロニクスの要素物質として重要性を増している反強磁性超薄膜の磁気異方性の評価や磁気相転移の同定のため放射光メスバウアー分光法の利用を試み，その有用性を示した。この成果をまとめた論文は，査読付き国際学術誌に採択・公表されている。
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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
当初計画された研究ターゲットのうち，L2_1_ 型ホイスラー合金系積層膜，L1_0_ 型規則合金薄膜，磁性／フェリ磁性積層膜界面に対する研究が順調に進んでいる。放射光メスバウアー分光法を用いたスピンホール効果による非平衡電子スピン分極の検出実験に関しては，現時点では試料表面近傍のスピン蓄積を明確に示す実験データが得られるには至っていないが，その挑戦的な試みは，国際会議の招待講演においても高く評価された。また，新たに，反強磁性超薄膜の磁気異方性の評価や磁気相転移の同定に放射光メスバウアー分光法がきわめて有効であることを示した。これまで 3 年間で 5 本の学術論文が査読付き国際学術誌に採択・公表されており，残り 2 年の研究でさらなる発展が期待されている。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成 27 年度までに引き続き，(1) L2_1_ 型結晶構造をもつホイスラー合金薄膜の界面原子種の制御・同定と電子スピン伝導特性との相関探査，(2) L1_0_ 型結晶構造をもつ規則合金薄膜の界面原子種の制御・同定と垂直磁気異方性との相関探査，(3) 強磁性／反強磁性接合界面および強磁性／フェリ磁性接合界面における磁気的フラストレーション効果を利用した磁性積層膜の磁性制御のサブテーマを推進し，放射光核共鳴散乱法やメスバウアー分光法のこれらのテーマに対する有効性を検討していく。また，(4) 非磁性 3d および 4d 金属を対象とした界面効果による強磁性発現に向けた実験，(5) 非磁性金属への通電時のスピンホール効果の結果生じる非平衡電子スピン分極の検出実験も継続して挑戦していく。一方，発展著しいスピントロニクス・磁気記録の分野の新たなニーズとして生じたサブテーマである反強磁性超薄膜の局所磁性の同定にも積極的に取り組んでいく。これらの物性研究と並行して，放射光核共鳴散乱法を用いた薄膜試料測定の効率的化のための放射光ビームラインにおける測定レイアウトの改良と最適化を推進し，測定時間の短縮や S/N 比の向上を進めていく。個々のサブテーマに関する成果を随時とりまとめ，学会発表および論文発表を進めて行く。
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