| 研究課題/領域番号 |
19K15434
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分29010:応用物性関連
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
上田 浩平 大阪大学, 理学研究科, 助教 (60835289)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
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| キーワード | スピントロニクス / スピン流 / 薄膜 / 5d遷移金属酸化物 / スピンホール効果 / 界面物性 / スピントロ二クス / 磁性薄膜 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
電子のスピン角運動量の流れであるスピン流を用いた磁性体の制御は、省電力エレクトロニクスの要素技術として注目されている。これまでは微細加工の容易なTaやPtなどの5d遷移金属がスピン流研究の中心となっており、既存材料の限界を打破するような材料の探索はほとんど行われてこなかった。本研究では物性物理学の視点から新たなスピントロニクス材料を開発することを目指し、5d遷移金属の酸化物であるイリジウム酸化物IrO2におけるスピン流物性の理解を目的とする。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、5d遷移金属酸化物の代表であるイリジウム酸化物IrO2のスピン流物性を理解することを目的に研究を遂行した。アモルファスIrO2と強磁性NiFe合金を有する二層膜デバイスを作製し、スピン流物性評価を行った。その結果、IrO2はPtと同程度の高い電流-スピン流変換率を示した。この結果は、スピン流生成が特異な電子構造に起因することを示唆している。さらに、スピン流生成が二層膜デバイスの積層順序に大きく依存していることが明らかになり、デバイス設計の指針を得た。これらの結果は、5d遷移金属酸化物が新奇なスピントロニクス材料として有望であることを示している。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
スピン流による磁化制御は次世代の磁気メモリ応用のために重要である。本研究で着目した5d遷移金属酸化物の代表であるイリジウム酸化物IrO2は、これまでスピン流研究において実績のある5d遷移金属Ptと同程度のスピン流生成源であることが明らかになった。本成果は、イリジウム酸化物のスピントロニクス材料としての指針を得ることに貢献できたため学術的にも意義がある。今後は、結晶化や配向性に着目したスピン流研究に期待が出来る。さらに、スピン流の微視的理解を深めるために、金属二層膜では実現困難な酸化物エピタキシャル界面に着目した研究に展開できる。
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