反強磁性体の電子・スピン状態の実空間・逆格子空間における直接観測とコントロール

• 研究課題/領域番号: 17K17801
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 物性Ⅱ; 薄膜・表面界面物性
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 羽尻 哲也 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (80727272)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2017年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
• キーワード: 反強磁性体 / 反強磁性スピントロニクス / 異方性磁気抵抗効果 / スピンホール磁気抵抗効果 / XMLD-PEEM / 交換スプリング効果 / 異常ホール効果 / 光電子分光 / 光電子顕微鏡 / 磁気抵抗 / 薄膜 / XMCD-PEEM

研究成果の概要

反強磁性スピントロニクスに向け，交換スプリング効果を用いた反強磁性体異方性磁気抵抗効果，スピンホール磁気抵抗効果による反強磁性磁気モーメントの電気的検出，そしてX 線磁気直線二色性－光電子顕微鏡測定を行った。強磁性体／反強磁性体積層膜においては，反強磁性異方性磁気抵抗効果の現れ方は反強磁性体の膜厚の影響を強く受けることを示唆する結果が得られた。またX 線磁気直線二色性－光電子顕微鏡測定およびスピンホール磁気抵抗効果測定の結果より，反強磁性と弱強磁性が競合した系においては両者が競合したスピンホール磁気抵抗効果を示す事が分かった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

次世代磁気メモリに向けて反強磁性体は有望な材料であるが，反強磁性体は各磁性元素でスピンが反平行に配列するために，反強磁性磁気モーメントの制御および検出が困難である。反強磁性体を主体とした反強磁性体スピントロニクスに向けて，異方性磁気抵抗効果およびスピンホール磁気抵抗効果を行い，反強磁性スピンの電気的な検出に成功し，その電気的な検出手法に関する知見を深めた。

研究成果

• [国際共同研究] Johannes-Gutenberg Universitat Mainz/Universitat Augsburg(ドイツ)
• [国際共同研究] Nanyang Technological University(シンガポール)
• [国際共同研究] Colorado State University(米国)
• [国際共同研究] Elettra Sincrotrone Trieste(イタリア)
• [国際共同研究] ALBA Synchrotron(スペイン)
• [国際共同研究] Johannes-Gutenberg Universitat Mainz(ドイツ)
• [国際共同研究] Universitat Augsburg(ドイツ)
• [国際共同研究] Elettra Sincrotrone Trieste(イタリア)
• [雑誌論文] Change of Fermi surface states related with two different Tc-raising mechanisms in iron pnictide superconductors (2018)
  • 著者名/発表者名: Takemori A.、Hajiri T.、Miyasaka S.、Tin Z. H.、Adachi T.、Ideta S.、Tanaka K.、Matsunami M.、Tajima S.
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 98 号: 10 ページ: 100501-100501
  • DOI: 10.1103/physrevb.98.100501
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electromagnetic effects induced by a time-dependent axion field (2018)
  • 著者名/発表者名: Taguchi Katsuhisa、Imaeda Tatsushi、Hajiri Tetsuya、Shiraishi Takuya、Tanaka Yukio、Kitajima Naoya、Naka Tatsuhiro
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 97 号: 21 ページ: 214409-214409
  • DOI: 10.1103/physrevb.97.214409
  • 査読あり
• [雑誌論文] 45° sign switching of effective exchange bias due to competing anisotropies in fully epitaxial Co3FeN/MnN bilayers (2018)
  • 著者名/発表者名: T. Hajiri, T. Yoshida, M. Filianina, S. Jaiswal, B. Borie, H. Asano, H. Zabel, and M. Klaui
  • 雑誌名: Journal of Physics: Condensed Matter 巻: 30 号: 1 ページ: 015806-015806
  • DOI: 10.1088/1361-648x/aa9ba7
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Strain effect on magnetic property of antiferromagnetic insulator SmFeO3 (2018)
  • 著者名/発表者名: Kuroda M.、Tanahashi N.、Hajiri T.、Ueda K.、Asano H.
  • 雑誌名: AIP Advances 巻: 8 号: 5 ページ: 055814-055814
  • DOI: 10.1063/1.5007332
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation and evaluation of Mn3GaN1-x thin films with controlled N compositions (2018)
  • 著者名/発表者名: Ishino Sunao、So Jongmin、Goto Hirotaka、Hajiri Tetsuya、Asano Hidefumi
  • 雑誌名: AIP Advances 巻: 8 号: 5 ページ: 056312-056312
  • DOI: 10.1063/1.5007333
• [雑誌論文] Large-Gap Magnetic Topological Heterostructure Formed by Subsurface Incorporation of a Ferromagnetic Layer (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Hirahara, S. V. Eremeev, T. Shirasawa, Y. Okuyama, T. Kubo, R. Nakanishi, R. Akiyama, A. Takayama, T. Hajiri, S. Ideta, M. Matsunami, K. Sumida, K. Miyamoto, Y. Takagi, K. Tanaka, T. Okuda, T. Yokoyama, S. Kimura, S. Hasegawa, E. V. Chulkov
  • 雑誌名: NANO Letters 巻: 17 号: 6 ページ: 3493-3500
  • DOI: 10.1021/acs.nanolett.7b00560
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Impact of anisotropy on antiferromagnet rotation in Heusler-type ferromagnet/antiferromagnet epitaxial bilayers (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Hajiri, M. Matsushita, Y. Z. Ni, H. Asano
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 95 号: 13 ページ: 2017-2017
  • DOI: 10.1103/physrevb.95.134413
  • 査読あり
• [学会発表] ワイル磁性体Mn3Snのエピタキシャル薄膜作製と評価 (2019)
  • 著者名/発表者名: 安藤 優介、羽尻 哲也、植田 研二、浅野 秀文
  • 学会等名: 第66回応用物理学会春季学術講演会
• [学会発表] 反強磁性スピントロニクスに向けたノンコリニア反強磁性絶縁体SmFeO3トンネル接合の作製と評価 (2019)
  • 著者名/発表者名: 尹 智誠、棚橋 直也、羽尻 哲也、浅野 秀文
  • 学会等名: 第66回応用物理学会春季学術講演会
• [学会発表] NbN/Mn3GaN ヘテロ積層構造の作製と評価 (2019)
  • 著者名/発表者名: 中村 俊平、強 博文、石野 直, 羽尻 哲也、浅野 秀文
  • 学会等名: 第66回応用物理学会春季学術講演会
• [学会発表] ノンコリニア反強磁性絶縁体 SmFeO3におけるスピンホール磁気抵抗効果 (2019)
  • 著者名/発表者名: 羽尻哲也，L. Baldrati，R. Lebrun，M. Filianina, A.Ross, 棚橋 直也，黒田 基規，W.L. Gan，T.O. Mentes，F. Genuzio，A. Locatelli，浅野 秀文，M. Klaui
  • 学会等名: 日本物理学会 第74回年次大会
• [学会発表] ノンコリニア反強磁性体SmFeO3おけるスピンホール磁気抵抗効果 (2019)
  • 著者名/発表者名: 羽尻哲也，L. Baldrati，R. Lebrun，M. Filianina, A.Ross, 棚橋 直也，八田 隼之介，松浦 健人，黒田 基規，W.L. Gan，T.O. Mentes，F. Genuzio，A. Locatelli，M. Klaui，浅野 秀文
  • 学会等名: IEEE Magnetics Society, 名古屋支部若手研究会
• [学会発表] Mn系窒化物磁性薄膜を用いたスピン軌道トルクスイッチング (2019)
  • 著者名/発表者名: 石野直、松浦健人、羽尻哲也、植田研二、浅野秀文
  • 学会等名: IEEE Magnetics Society, 名古屋支部若手研究会
• [学会発表] Control of Vortex Core Dynamics with Electric Field Induced Strain (2019)
  • 著者名/発表者名: M. Filianina, L. Baldrati, T. Hajiri, K. Litzius, L. Aballe, M. Foerster and M. Klaui
  • 学会等名: 14th Joint MMM-Intermag Conference
  • 国際学会
• [学会発表] ノンコリニア型反強磁性SmFeO3／垂直磁化Mn3GaN1-xヘテロ構造の作製と特性評価 (2018)
  • 著者名/発表者名: 棚橋 直也, 石野 直, 尹 智誠, 黒田 基規, 羽尻 哲也, 浅野 秀文
  • 学会等名: 第79回日本応用物理学会秋季学術講演会
• [学会発表] 無限層超伝導Sr1-xLaxCuO2薄膜のLa組成依存性と構造安定性(Ⅱ) (2018)
  • 著者名/発表者名: 中村 俊平, 森岡 亨平, 羽尻 哲也, 浅野 秀文
  • 学会等名: 第79回日本応用物理学会秋季学術講演会
• [学会発表] スピンホール磁気抵抗測定に向けたノンコリニア型反強磁性絶縁体SmFeO3薄膜の作製 (2018)
  • 著者名/発表者名: 八田 隼之助、棚橋 直也、松浦 健人、羽尻 哲也、浅野 秀文
  • 学会等名: 第6回応用物理学会名古屋大学スチューデントチャプター東海地区学術講演会
• [学会発表] Electric Field Control of the Dynamic Response of Magnetic Vortices (2018)
  • 著者名/発表者名: M. Filianina, L. Baldrati, T. Hajiri, K. Litzius, L. Aballe, M. Foerster and M. Klaui
  • 学会等名: The 21st International Conference on Magnetism (ICM 2018)
  • 国際学会
• [学会発表] Electric control of magnetic vortex core gyration dynamics (2018)
  • 著者名/発表者名: M. Filianina, L. Baldrati, T. Hajiri, K. Litzius, L. Aballe, M. Foerster and M. Klaui
  • 学会等名: Joint European Magnetic Symposia
  • 国際学会
• [学会発表] ngular-dependent exchange bias with competing anisotropies in epitaxial Co3FeN/MnN bilayers (2018)
  • 著者名/発表者名: T. Hajiri, T. Yoshida, M. Filianina, S. Jaiswal, B. Borie, H. Asano, H. Zabel, M. Klaui
  • 学会等名: 第65回応用物理学会春季学術講演会
• [学会発表] ノンコリニア反強磁性体SmFeO3薄膜の作製と磁気・電気特性評価 (2018)
  • 著者名/発表者名: 羽尻 哲也，黒田 基規，棚橋 直也，植田 研二，浅野 秀文
  • 学会等名: IEEE Magnetics Society 名古屋支部若手研究会
• [学会発表] ホイスラー合金強磁性/反強磁性エピタキシャル積層膜における結晶異方性磁気抵抗効果 (2018)
  • 著者名/発表者名: 倪 遠致，松下将輝，羽尻 哲也，浅野 秀文
  • 学会等名: IEEE Magnetics Society 名古屋支部若手研究会
• [学会発表] 窒化物Co3FeN/MnN交換結合膜における電流誘起磁化反転 (2018)
  • 著者名/発表者名: 後藤 大尚、吉田 拓也、羽尻 哲也、浅野 秀文
  • 学会等名: 第65回応用物理学会春季学術講演会
• [学会発表] ピン軌道トルク誘起磁化反転に向けたMn3GaN/Mn3GaN1-x積層膜の作製と評価 (2018)
  • 著者名/発表者名: 石野 直、八田 隼之介、羽尻 哲也、浅野 秀文
  • 学会等名: 第65回応用物理学会春季学術講演会
• [学会発表] Electrical Measurement of Antiferromagnetic Moments in Fully Epitaxial Heusler-type Ferromagnet/Antiferromagnet Bilayers (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Hajiri, M. Matsushita, Y. Z. Ni, H. Asano
  • 学会等名: 62nd Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials
  • 国際学会
• [学会発表] Multiferroic properties of heterostructures using antiferromagnetic insulator SmFeO3 (2017)
  • 著者名/発表者名: M. Kuroda, T Hajiri. N. Tanahashi, K. Ueda, and H. Asano
  • 学会等名: 62nd Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials
  • 国際学会
• [学会発表] Structural and magnetic properties of Mn3GaN1-x thin films and bilayers (2017)
  • 著者名/発表者名: S. Ishino, J. So, H. Goto, T. Hajiri, H. Asano
  • 学会等名: 62nd Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials
  • 国際学会
• [学会発表] 強磁性体／反強磁性体積層膜における反強磁性体異方性磁気抵抗効果の観測 (2017)
  • 著者名/発表者名: 羽尻 哲也、松下 将輝, 倪 遠致, 浅野 秀文
  • 学会等名: 日本金属学会2017年秋季講演大会
• [学会発表] ホイスラー合金強磁性体／反強磁性体エピタキシャル積層膜における異方性磁気抵抗効果を用いた反強磁性磁気モーメントの検出 (2017)
  • 著者名/発表者名: 羽尻 哲也、松下 将輝, 倪 遠致, 浅野 秀文
  • 学会等名: 第41回日本磁気学会学術講演会
• [学会発表] 反強磁性MnN薄膜のエピタキシャル成長と交換結合特性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 吉田 拓也，羽尻 哲也，倪 遠致，石野 直，浅野 秀文
  • 学会等名: 第41回日本磁気学会学術講演会
• [学会発表] ノンコリニア型反強磁性絶縁体SmFeO3のエピタキシャル薄膜における磁化のエンハンスメント (2017)
  • 著者名/発表者名: 棚橋 直也, 黒田 基規, 羽尻 哲也, 植田 研二, 浅野 秀文
  • 学会等名: 第78回日本応用物理学会秋季学術講演会
• [学会発表] 強磁性体/反強磁性体Ru2MnGe積層膜における反強磁性磁気モーメントの挙動 (2017)
  • 著者名/発表者名: 倪 遠致, 松下 将輝, 羽尻 哲也, 浅野 秀文
  • 学会等名: 第78回日本応用物理学会秋季学術講演会
• [学会発表] Mn3GaN1-x薄膜の構造制御とMn3GaN/ Mn3GaN1-x積層膜の作製と評価 (2017)
  • 著者名/発表者名: 石野 直, ソ ジョンミン, 後藤 大尚, 羽尻 哲也, 浅野 秀文
  • 学会等名: 第78回日本応用物理学会秋季学術講演会
• [学会発表] 無限層超伝導Sr1-xLaxCuO2薄膜の成長速度に対する構造安定性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 森岡 享平, 羽尻 哲也, 作間 啓太, 三浦 正志, 浅野 秀文
  • 学会等名: 第78回日本応用物理学会秋季学術講演会
• [備考] 羽尻ホームページ
  • URL: http://thajiri.web.fc2.com/
• [備考] 研究室ホームページ
  • URL: http://www.numse.nagoya-u.ac.jp/F5/