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スピンナノ素子の圧力効果研究の確立

研究課題

研究課題/領域番号 18K04875
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分28020:ナノ構造物理関連
研究機関九州大学

研究代表者

光田 暁弘  九州大学, 理学研究院, 准教授 (20334708)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードスピントロニクス / 圧力効果 / 圧力 / スピン分極率 / 強磁性共鳴
研究成果の概要

磁性体のナノ構造上で発現するスピン自由度に起因する新しい現象を発掘・探求するスピントロニクス分野が注目され、センサーやメモリーなどの応用も含めて盛んに研究されている。本研究では、スピントロニクス分野ではこれまで余り行われてこなかった圧力効果の実験を行う上での様々な問題を乗り越え、交換バイアス型スピンバルブ素子の巨大磁気抵抗効果や強磁性共鳴によるスピンポンピングに伴う諸現象の圧力効果を測定することに成功した。圧力効果はその他の実験条件を保ちながら現象の変化を追いかけることが可能であり、両現象の機構について物理的な考察を進めることができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

圧力効果の研究はバルク結晶体の物性研究において強力な研究手段となっており、新しい高温超伝導体の発見など様々な研究に使われてきた。特に元素ドープなどの手法に比べると結晶のランダムネスの影響がなく、同一の試料を用いて圧力の変化による現象の変化を追いかけられる点は有利である。しかし、スピントロニクス現象に関する圧力効果の研究は15年ほど前に少し存在するのみで、殆ど行われてこなかった。本研究では、ナノ構造に圧力を加える際や圧力セル内に高周波信号を導入する際の困難を克服し、圧力実験の可能性を広げた。今後、現象の解明やデバイス開発の最適値を探る上で、圧力実験は強力な手法の1つとなりうると考える。

報告書

(6件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Pressure-induced enhancement of spin-charge conversion efficiency in CoFeB/Pt bilayer2022

    • 著者名/発表者名
      Iimori Riku、Obinata Sora、Mitsuda Akihiro、Kimura Takashi
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 15 号: 3 ページ: 033003-033003

    • DOI

      10.35848/1882-0786/ac5501

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pressure effects on magnetic and transport properties in CoFe-based spin valve2020

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Mitsuda, Motoki Kaneda, Kanta Matsutomo, Takashi Kimura, Hiromi Yuasa
    • 雑誌名

      Materials Transactions

      巻: 61

    • NAID

      130007879839

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Experimental and Theoretical Evaluation for Pressure Effects on Spin Hall Effect in Pt2023

    • 著者名/発表者名
      Riku Iimori, Sora Obinata, Taishiro Yamazaki, Akihiro Mitsuda, Takashi Kimura
    • 学会等名
      Intermag 2023 Conference
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Pressure-induced modulation of spin-charge conversion in Pt/CoFeB film2022

    • 著者名/発表者名
      Riku Iimori, Sora Obinata, Akihiro Mitsuda and Takashi Kimura
    • 学会等名
      24th International Colloquium on Magnetic Films and Surfaces
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 強磁性/重金属界面における動的スピン注入の圧力効果2022

    • 著者名/発表者名
      飯森陸、大日方初良、光田暁弘、木村崇
    • 学会等名
      第46回日本磁気学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 強磁性/重金属界面における電流-スピン流変換の圧力変調2022

    • 著者名/発表者名
      飯森陸、大日方初良、光田暁弘、木村崇
    • 学会等名
      日本物理学会 2022 年秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] バルク及び界面におけるスピン軌道相互の圧力依存性2021

    • 著者名/発表者名
      飯森陸 、大日方初良 、光田暁弘 、木村崇
    • 学会等名
      日本物理学会 2021年秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] CoFeB/Ag/Bi 三層膜における磁気抵抗効果とその圧力依存性2020

    • 著者名/発表者名
      飯森陸 、大日方初良 、光田暁弘 、木村崇
    • 学会等名
      The 25th symposium on the Physics and Applications of Spin-related Phenomena in Semiconductors
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 高圧下におけるナノ磁性薄膜の電流磁気効果2019

    • 著者名/発表者名
      松友寛太, 有木大晟, 宮崎圭司, 木村崇, 光田暁弘
    • 学会等名
      電子情報通信学会・磁気記録・情報ストレージ研究会(MRIS)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Novel pressure effects on functional nano spintronic devices2019

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Mitsuda, Motoki Kaneda, Kanta Matsutomo, Takashi Kimura, Hiromi Yuasa
    • 学会等名
      Joint 5th Int’l Symposium on Frontiers in Materials Science & 3rd Int’l Symposium on Nano-materials, Technology and Applications
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 強磁性/常磁性二層膜構造における高圧下でのスピン依存型熱伝導現象2018

    • 著者名/発表者名
      松友寛太、有木大晟、木村崇、光田暁弘
    • 学会等名
      第124回日本物理学会九州支部例会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2024-01-30  

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