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ホイスラー合金層を用いた多結晶面直電流型巨大磁気抵抗素子の高出力化

研究課題

研究課題/領域番号 15J00221
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 金属物性・材料
研究機関国立研究開発法人物質・材料研究機構 (2016)
筑波大学 (2015)

研究代表者

ドゥ イェ  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 磁性・スピントロニクス材料研究拠点, 外来研究者

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2016年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2015年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードSpin orbitronics / giant magnetoresistance
研究実績の概要

For the topic of CPP-MR, we have developed a Mg-Ti-O (MTO)-based tri-layer spacer and obtained large MR output in CPP-MR devices using it. Specifically, with a tri-layer spacer of Ag/MTO/Ag, large delta-Vmax over 10 mV is obtained (highest of 16 mV) in our CPP-MR devices with RA of 200-300 mΩ μm2. We find that the large MR output is very likely to originate from the formation of metallic Ag channels penetrating the MTO layer.
For the topic of spin current generation, we have studied the spin Hall magnetoresistance (SMR) in non-magnetic/ferromagnetic (NM/FM) bilayer with novel conductive NM layer. As a result, considerable SMR ratio has been observed in such a bilayer stack, which is comparable to the SMR magnitude observed in stacks with NM being a noble metal such as Pt. The origin of such a SMR can be related to the large spin-orbit coupling in the NM layer or the Rashba-Edelstein effect at the NM/FM interfaces. On the other hand, we have studied the SMR in NM1/FM/NM2 tri-layer stack to investigate how a second interface affects the overall spin-orbit torques (SOTs) in such a system. As a result, we have found that the SOTs are strongly related to the spin diffusion length of FM layer and NM2 layer placed upon it, and specifically, related to the spin transport transparency at the FM/NM2 interfaces. By calculating the respective effective spin mixing conductance of the systems, we quantitatively evaluate the damping-like and field-like SOTs in such a system, providing useful information to the control of SOTs at NM/FM interfaces.

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 3件) 産業財産権 (2件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Polycrystalline CPP-GMR Pseudospin Valves Using 001 Textured Co2Fe(Ga0.5Ge0.5) Layer Grown on a Conductive (Mg0.5Ti0.5)O Buffer Layer / Polycrystalline CPP-GMR Pseudospin Valves Using 001 Textured Co2Fe(Ga0.5Ge0.5) Layer Grown on a Conductive (Mg0.5Ti0.5)O Buffer Layer2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Du, T. Furubayashi, Y.K. Takahashi, Y. Sakuraba and K. Hono
    • 雑誌名

      IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS

      巻: 51 号: 11 ページ: 4401204-14

    • DOI

      10.1109/tmag.2015.2442592

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Large magnetoresistance in current-perpendicular-to-plane pseudo spin-valves using Co2Fe(Ga0.5Ge0.5) Heusler alloy and AgZn spacer / Large magnetoresistance in current-perpendicular-to-plane pseudo spin-valves using Co2Fe(Ga0.5Ge0.5) Heusler alloy and AgZn spacer2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Du, T. Furubayashi, T.T. Sasaki, Y. Sakuraba, Y.K. Takahashi and K. Hono
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 107 号: 11 ページ: 112405-15

    • DOI

      10.1063/1.4930229

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Large Voltage Output In Current-Perpendicular-To-Plane Magnetoresistance Pseudo Spin-Valves Using Mg-Ti-O Spacer Material2016

    • 著者名/発表者名
      Ye Du, Tomoya Nakatani, Yuya Sakuraba, Takao Furubayashi, Yukiko Takahashi, Taisuke Sasaki, Kazuhiro Hono
    • 学会等名
      61st Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials
    • 発表場所
      New Orleans, USA
    • 年月日
      2016-10-31
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CPP-GMR devices using Co2Fe(Ga0.5Ge0.5) Heusler alloy and a AgZn alloy spacer2016

    • 著者名/発表者名
      Ye Du, Takao Furubayashi, Taisuke Sasaki, Yuya Sakuraba, Yukiko Takahashi, Kazuhiro Hono
    • 学会等名
      13th Joint MMM/Intermag Conference
    • 発表場所
      San Diego, USA
    • 年月日
      2016-01-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Polycrystalline CPP-GMR devices using < 001> textured Co2Fe(Ga0.5Ge0.5) Heusler alloy layer and conductive Mg0.5Ti0.5Ox buffer layer2015

    • 著者名/発表者名
      Ye Du, Takao Furubayashi, Yukiko Takahashi, Yuya Sakuraba, Kazuhiro Hono
    • 学会等名
      IEEE International Magnetics Coference
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      2015-05-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [産業財産権] Current-perpendicular-to-plane magneto-resistance effect element2015

    • 発明者名
      Ye Du et al.
    • 権利者名
      Ye Du et al.
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2015-11-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] Magneto-resistance element and its fabrication method2015

    • 発明者名
      Ye Du et al.
    • 権利者名
      Ye Du et al.
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2015-06-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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