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マルチフェロイク超薄膜へテロ構造における電荷/歪誘起電気-磁気交差相関の解明

研究課題

研究課題/領域番号 13F03065
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 無機材料・物性
研究機関東京工業大学

研究代表者

谷山 智康  東京工業大学 (10302960)

研究分担者 SUSEELA SAVITHA  
SUSEELA Savitha  東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 外国人特別研究員
SUSEELA Savitha Pillai  東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2013-04-26 – 2016-03-31
研究課題ステータス 採択後辞退 (2015年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2015年度: 300千円 (直接経費: 300千円)
2014年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2013年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード磁性 / スピンエレクトロニクス
研究実績の概要

マルチフェロイク強磁性/強誘電性薄膜へテロ構造を用いた磁性の電界制御は、低消費電力スピントロニクスの技術基盤として喫緊の課題である。本研究では、強磁性体と強誘電体とのヘテロ界面における電気-磁気交差相関効果を介した磁性の電界効果について、巨大磁気抵抗細線を用いて明らかにすることを目的としている。

H25年度に、巨大磁気抵抗効果を示す強磁性/非磁性/強磁性3層構造での強誘電体BaTiO3の2つの強誘電相(tetragonal相、orthorhombic相)において、界面歪み効果が磁気抵抗曲線に特徴的な変化を示すことを明らかにした。一方で、その詳細な起源については未解明であった。H26年度はさらに、Co/Cu/Fe3層細線/強誘電体BaTiO3へテロ構造に対して、BaTiO3のrhombohedral相おいて磁気抵抗を評価し、電界により誘起されるひずみが磁気抵抗に与える影響について調査した。その結果、rhombohedral相では電界の印加に伴い磁気抵抗が40%以上変化することを見出した。この磁気抵抗の変化はBaTiO3と接するFe相のスピン偏極率の変調効果に起因するものとして理解される。一方、強誘電体として界面ひずみの抑制が期待される有機強誘電体を用いた場合には、膜面に垂直に印加した電界の極性に応じてNi/有機強誘電体へテロ構造の保磁力が変化する傾向が観察された。この結果は、ひずみ効果に加え界面に蓄積される電荷の変調に起因して磁性が変化することを示しており、ひずみ効果および界面蓄積電荷効果の双方を操作することで磁性の電界制御が可能となることを明示している。加えて、磁気異方性の電界効果をさらに明確化するために、Fe/Gd多層膜/BaTiO3ヘテロ構造を作製し、磁気異方性の電界効果のさらなる明確化に向けた研究を開始している。以上の結果に基づいて、下記の学会発表を行った。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 学会発表 (5件) (うち招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [学会発表] 強磁性体/有機強誘電体薄膜ヘテロ構造界面における電気磁気結合効果2015

    • 著者名/発表者名
      德永 正樹, 中嶋 宇史, 伊藤 満, 谷山 智康
    • 学会等名
      日本物理学会第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京)
    • 年月日
      2015-03-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 界面磁性の電界制御とスピンデバイスへの応用展開2014

    • 著者名/発表者名
      谷山 智康
    • 学会等名
      第3回材料構造講演会
    • 発表場所
      東京工業大学(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2014-12-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Enhanced Electro-magnetoresistance of GMR Wire/Ferroelectric Heterostructures on Contrasting Ferroelectric Domains2014

    • 著者名/発表者名
      S. Savitha Pillai, M. Tokunaga, H. Kojima, M. Itoh, and T. Taniyama
    • 学会等名
      59th Annual Magnetism & Magnetic Materials Conference (MMM2014)
    • 発表場所
      Hilton Hawaiian Village(Honolulu, USA)
    • 年月日
      2014-11-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] マルチフェロイクスヘテロ構造における界面磁性の電界制御2014

    • 著者名/発表者名
      谷山 智康
    • 学会等名
      第15回四セラミックス研究機関合同講演会
    • 発表場所
      名古屋工業大学(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2014-10-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Electrci Control of Giant Magnetoresistance in Co/Cu/Fe/BaTiO3 Multiferroic Heterostructures2014

    • 著者名/発表者名
      S. Savitha Pillai, H. Kojima, M. Itoh, and T. Taniyama
    • 学会等名
      8th International Conference on the Science Technoology for Advanced Ceramics (STAC8)
    • 発表場所
      メルパルク横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2014-06-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 伊藤・谷山研究室ホームページ

    • URL

      http://www.msl.titech.ac.jp/~itohlab/

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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