強磁性絶縁体・ハーフメタルを用いた高スピン偏極電流生成デバイスの理論的研究

• 研究課題/領域番号: 19560013
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用物性・結晶工学
• 研究機関: 関西大学
• 研究代表者: 伊藤 博介 関西大学, システム理工学部, 准教授 (00293671)
• 連携研究者: 井上 順一郎 名古屋大学, 大学院工学研究科, 教授 (60115532) ; 本多 周太 名古屋大学, 大学院工学研究科, PD
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2008年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2007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: 新機能材料 / スピンエレクトロニクス / 計算物理 / 磁性 / メゾスコピック系

研究概要

室温で高スピン偏極電流を生成可能なデバイスの材料として, 強磁性絶縁体とハーフメタルを理論的に検討した。ダブル・ペロブスカイトLa_2NiMnO_6, スピネル・フェライトFe_2O_3, ホイスラー合金Co_2MnSiと(Fe-Mn)_3Si, バリスティック擬ハーフメタルCoFeB/MgOの電子状態をバンド計算し, スピン依存伝導特性を調べた。その結果から, これらの材料を用いることで高いスピン偏極率を持つ電流を生成可能であることが明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] Ferromagnetism and Electronic Structures of Nonstoichiometric Heusler-Alloy Fe3-xMnxSi Epilayers Grown on Ge(111) (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Hamaya, H. Itoh, O. Nakatsuka, K. Ueda, K. Yamamoto, M. Itakura, T. Taniyama, T. Ono, and M. Miyao
  • 雑誌名: Physical Review Letters Vol. 102
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ferromagnetism and Electronic structures of Nonstoichiometric Heusler-Alloy Fe_<3-x>Mn_xSi Epilayers Grown on Ge(111) (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Hamaya, et al.
  • 雑誌名: Physical Review Letters 102 ページ: 1372041-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] ホイスラー合金を用いた強磁性トンネル接合のTMRに対するスピン反転散乱の効果 (2008)
  • 著者名/発表者名: 高田一朗, 井上順一郎, 伊藤博介
  • 雑誌名: Journal of Magnetic Society of Japan Vol. 32 ページ: 338-342
  • NAID: 110006818152
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inelastic tunneling spectra of MgO barrier magnetic tunneling junctions showing large magnon contribution (2008)
  • 著者名/発表者名: Do Bang, T. Nozaki, D. D. Djayaprawira, M. Shiraishi, Y. Suzuki, A. Fukushima, H. Kubota, T. Nagahama, S. Yuasa, H. Maehara, K. Tsunekawa, Y. Nagamine, N. Watanabe, H. Itoh
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics Vol. 105
  • 査読あり
• [雑誌論文] pin dependent tunneling spectroscopy in single crystalline bcc-Co/ MgO/ bcc-Co (001) junctions (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Nishioka, R. Matsumoto, H. Tomita, T. Nozaki, Y. Suzuki, H. Itoh, S. Yuasa
  • 雑誌名: Applied Physics Letters Vol. 93
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin dependent tunneling spectroscopy in single crystallinebcc-Co/MgO/bcc-Co(001) junctions (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Nishioka, et al.
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 93 ページ: 1225111-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inelastic tunneling spectra of MgO barrier magnetic tunneling junctions showing large magnon contribution (2008)
  • 著者名/発表者名: Do Bang, et al.
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 105
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of spin-flip tunneling on temperature and voltage dependence of TMR (2007)
  • 著者名/発表者名: I. Takada, H. Itoh, J. Inoue
  • 雑誌名: physica status solidi (b) Vol. 244 ページ: 4452-4455
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of spin-flip tunneling on temperature and voltage dependence of TMR (2007)
  • 著者名/発表者名: I.Takada, J.Ozeki, H.Itoh, and J.Inoue
  • 雑誌名: physica status solidi(b) 244 ページ: 4452-4455
  • 査読あり
• [学会発表] γ-Fe2O3(マグヘマイト)の電子状態とスピン・フィルター効果 (2009)
  • 著者名/発表者名: 伊藤博介, 本多周太, 井上順一郎, 柳原英人, 喜多英治
  • 学会等名: 日本物理学会「第64回年次大会」
  • 発表場所: 立教学院
• [学会発表] Electronic struc- ture and spin-filter effect of γ-Fe2O3 (maghemite) (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Itoh, S. Honda, J. Inoue, H. Yanagihara E. Kita
  • 学会等名: March Meeting 2009, American Physical Society
  • 発表場所: Pittsburgh, USA
• [学会発表] Y-Fe_2O_3 (マグヘマイト)の電子状態とスピン・フィルター効果 (2008)
  • 著者名/発表者名: 伊藤博介ら
  • 学会等名: 日本物理学会第64回年次大会
  • 発表場所: 立教学院, 東京
  • 年月日: 2008-03-28
• [学会発表] Electronic structure and effect of γ-Fe_2O_3 (maghemite) (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Itoh, et al.
  • 学会等名: American Physical Society March Meeting 2009
  • 発表場所: Pittsburgh, USA
  • 年月日: 2008-03-16
• [学会発表] ホイスラー合金を用いたトンネル接合のTMRに対するスピン反転散乱の効果 (2007)
  • 著者名/発表者名: 高田 一朗, 井上 順一郎, 伊藤 博介
  • 学会等名: 2007年秋季第68回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 北海道工業大学
  • 年月日: 2007-09-05
• [学会発表] Effects of spin-flip tunneling on temperature and voltage dependence of TMR (2007)
  • 著者名/発表者名: I.Takada, J.Ozeki, H.Itoh, and J.Inoue
  • 学会等名: International Symposium on Advanced Magnetic Materials and Applications
  • 発表場所: Jeju island(Korea)
  • 年月日: 2007-05-30
• [学会発表] Electronic structure and spin-filter effect of spinel ferrites (2007)
  • 著者名/発表者名: J.Ozeki, K.Ito, H.Itoh, and J.Inoue
  • 学会等名: International Symposium on Advanced Magnetic Materials and Applications
  • 発表場所: Jeju island(Korea)
  • 年月日: 2007-05-29
• [学会発表] ホイスラー合金を用いた強磁性トンネル接合のTMRに対するスピン反転散乱の効果 (2007)
  • 著者名/発表者名: 高田一朗, 井上順一郎, 伊藤博介
  • 学会等名: 第31回日本応用磁気学会学術講演会
  • 発表場所: 学習院大学
• [学会発表] ホイスラー合金を用いたトンネル接合のTMRに対するスピン反転散乱の効果 (2007)
  • 著者名/発表者名: 高田一朗, 井上順一郎, 伊藤博介
  • 学会等名: 2007年秋季 第68回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 北海道工業大学
• [学会発表] Effects of spin-flip tunneling on temperature and voltage dependence of TMR (2007)
  • 著者名/発表者名: I. Takada, H. Itoh, J. Inoue
  • 学会等名: International Symposium on Advanced Magnetic Materials and Applications
  • 発表場所: Jeju island, Korea
• [学会発表] Electronic structure and spin-filter effect of spinel ferrites (2007)
  • 著者名/発表者名: J. Ozeki, K. Ito, H. Itoh, and J. Inoue
  • 学会等名: International Symposium on Advanced Magnetic Materials and Applications
  • 発表場所: Jeju island, Korea