2023 Fiscal Year Annual Research Report
Microscopic mechanism of topological magnetic structures induced at interfaces
Publicly Offered Research
| Project Area | Physical Properties of Quantum Liquid Crystals |
|---|
| Project/Area Number |
22H04478
|
|---|
| Research Institution | Osaka University |
|---|
Principal Investigator |
松野 丈夫 大阪大学, 大学院理学研究科, 教授 (00443028)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2024-03-31
|
| Keywords | トポロジカル磁気構造 / パルスレーザー堆積法 / ホール効果 / 5d電子系 / DM相互作用 / スピン流 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
強磁性体と強いスピン軌道相互作用を持つ非磁性体からなるエピタキシャル酸化物界面で実現するジャロシンスキー-守谷（DM）相互作用に由来するスキルミオン相を元に、スキルミオン生成の鍵となる界面DM相互作用の実験的評価を試みた。非磁性体として5d電子系酸化物ならびに5d金属を用いることで以下の成果を得た。
(1) エピタキシャルヘテロ構造SrIrO3/SrRuO3を積層し、フォトリソグラフィにより一辺5μmの三角型微細構造を形成した。磁化ヒステリシスの非対称性からDM相互作用を決定できるが、微細構造では磁化も小さいため近接した二次元電子系LAO/STOを通したホールマグネトメトリデバイスによる電気的検出を試みた。デバイス構造は作製できたが有為な信号を観測するには至らなかった。
(2) エピタキシャルWO2薄膜上にスパッタ法により強磁性金属NiFeを積層し、界面における電流-スピン流変換に起因するスピン軌道トルクを高調波ホール効果により測定した。強磁性体の磁化反転に重要となるdampinglikeスピン軌道トルクの大きさからWO2のスピン流-電流変換効率が参照試料のWと大きさが同程度で逆符号であることを明らかにした。タングステン酸化物において初めて得られたスピン流物性であり、近年盛んに行われているイリジウム酸化物との比較から電子構造とスピン流の関係について先行する理論研究と一致する結果を得た。
(3) 磁性絶縁体MgFe2O4のエピタキシャル薄膜と金属Ptの界面スピン流特性をスピンホール磁気抵抗により評価した。MgFe2O4成膜時の酸素分圧はスピン流特性にほぼ寄与しない一方で、Ptを積層する前のMgFe2O4の表面アニール処理を行うことでスピン流特性が大きく改善することを明らかにした。
|
| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
|
