磁性体におけるスピン軌道トルクの研究
Publicly Offered Research
| Project Area | nano spin conversion science |
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| Project/Area Number |
15H01017
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
三輪 真嗣 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (20609698)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2016)
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| Budget Amount *help |
¥9,750,000 (Direct Cost: ¥7,500,000、Indirect Cost: ¥2,250,000)
Fiscal Year 2016: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2015: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
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| Keywords | スピントロニクス / スピンエレクトロニクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度はFe/MgO/Vヘテロエピタキシャルトンネル接合における巨大な界面スピン軌道トルクの発現条件最適化と機構解明を目的として研究を押し進めた。まずトンネル接合の規格化面積抵抗の大きさを様々に変えてスピントルクを評価した。これによりFe/MgO/V接合で得られたトルクはほぼ電圧誘起であることがわかった。界面スピン軌道相互作用に起因する通称ラッシュバトルクと呼ばれる電流誘起トルクがほぼ観測されなかったこと、そして非常に薄い酸化マグネシウムを採用したときのみに大きな電圧誘起トルクが観測されたことは驚くべき発見である。また、このトルクのバイアス電圧依存特性を精査すると、非線形でありゼロバイアス付近でピークを持つことがわかった。これは非線形電圧スピントルクの発現に関してフェルミ面付近の電子状態が重要であることを示唆している。
次にスピントルクの発現機構を探るため、トンネル異方性磁気抵抗効果のバイアス及び磁化角度依存特性を精査した。本研究ではFe/MgO/Vと対抗電極に非磁性Vを用いているため、両極性バイアスに対してトンネル異方性磁気抵抗効果を評価できるてんが特徴である。トンネル異方性磁気抵抗効果の２回対称成分と４回対称成分のバイアス依存特性を精査した結果、フェルミ面付近にFe/MgOの界面準位があることを見出した。従って得られたスピントルクとこの界面準位に密接な関係がある可能性が大きい。
このようにFe/MgOというシンプルながら非常に高品質な金属/絶縁体界面を用意し、本研究課題では強磁性金属と絶縁体の界面準位に起因する高効率なスピントルクの発現を見出した。これは今後の界面物性研究の新しい可能性を切り開くものと期待される。
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| Research Progress Status |
28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 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(47 results)
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[Journal Article] Observation of thermally driven field-like spin torque in magnetic tunnel Junctions2016
Author(s)
Arnab Bose, Amit Kumar Shukla, Katsunori Konishi, Sourabh Jain, Nagarjuna Asam, Swapnil Bhuktare, Hanuman Singh, Duc Duong Lam, Yuya Fujii, Shinji Miwa, Yoshishige Suzuki, and Ashwin A. Tulapurkar
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Journal Title
Applied Physics Letters
Volume: 109
Issue: 3
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Coherent microwave generation by spintronic feedback oscillator2016
Author(s)
Dinesh Kumar, K. Konishi, Nikhil Kumar, S. Miwa, A. Fukushima, K. Yakushiji, S. Yuasa, H. Kubota, C. V. Tomy, A. Prabhakar, Y. Suzuki & A. Tulapurkar
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 6
Issue: 1
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Presentation] Detection of ferromagnetic resonance in CoFeB2015
Author(s)
S. Hatanaka, S. Miwa, K. Matsuda, K. Nawaoka, K. Tanaka, H. Morishita, N. Mizuochi, T. Shinjo, Y. Suzuki
Organizer
New Perspectives in Spintronic and Mesoscopic Physics
Place of Presentation
Univ.of Tokyo（東京都・文京区）
Year and Date
2015-06-11
Related Report
Int'l Joint Research
