| Project/Area Number |
19H00825
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Medium-sized Section 26:Materials engineering and related fields
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
遠藤 恭 東北大学, 工学研究科, 准教授 (50335379)
中谷 亮一 大阪大学, 工学研究科, 教授 (60314374)
豊木 研太郎 大阪大学, 工学研究科, 助教 (90780007)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥46,280,000 (Direct Cost: ¥35,600,000、Indirect Cost: ¥10,680,000)
Fiscal Year 2021: ¥9,100,000 (Direct Cost: ¥7,000,000、Indirect Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2020: ¥13,520,000 (Direct Cost: ¥10,400,000、Indirect Cost: ¥3,120,000)
Fiscal Year 2019: ¥23,660,000 (Direct Cost: ¥18,200,000、Indirect Cost: ¥5,460,000)
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| Keywords | 磁性 / スピントロニクス / 反強磁性 / 電界 / 電気磁気効果 / Cr2O3 / 磁性材料 / 反強磁性薄膜 / ダイナミクス / スピンダイナミクス / 電界効果 / 薄膜 / 反強磁性体 / スピン |
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| Outline of Research at the Start |
超スマート社会においては、利用する周波数帯によって必要な情報を選択的に検出・処理している。今後、例えば、人とモノの弁別などのようにテラヘルツ領域で動作可能なデバイス・材料が必須となる。現在のデバイスの主要要素である磁性体においては、強磁性体のスピン動作周波数はGHz領域にあることが主であるが、反強磁性体は強磁性体比較して約3桁の高速動作が可能である。一方、反強磁性スピンは従来制御不能なものとされており、現在までに反強磁性スピンダイナミクスを制御した例はない。本研究では、特に、電気磁気効果を示すCr2O3を反強磁性スピンダイナミクスの検出とその電界制御を最大の目標とする。
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| Outline of Final Research Achievements |
Magnetic material is an important material which is widely used in various industry such as motor, dynamo, medical, and information technology. In this project, we investigated the control of magnetism of antiferromagnet, which has been regarded as un-controllable magnetic material, toward the further development of electric devices. In particular, we focused the fast and low-energy control of spin dynamics of antiferromagnet by using electric field, which can overcome the conventional magnetic materials.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
研究代表者は、反強磁性体の一つであるクロム酸化物（Cr2O3）を用いることで、磁石に付かない磁気特性（反強磁性）を電界（電圧）によって制御できることを見出してきた。本研究は、この成果を発展させ、従来の磁石材料の駆動エネルギーの約1/10～1/100となる約1 kJ/m3での駆動を達成した。また、その際の駆動速度は、従来材料とほぼ同等であり、速度の劣化が生じない。さらに、制御エネルギーの障壁がどこにあるかも明らかにし、更なる低エネルギー駆動と高速化の指針を得ることにも成功した。
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