| 研究課題/領域番号 |
20H00299
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分26:材料工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
関 剛斎 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (40579611)
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| 研究分担者 |
三浦 良雄 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, グループリーダー (10361198)
温 振超 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, 主任研究員 (40784773)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
46,800千円 (直接経費: 36,000千円、間接経費: 10,800千円)
2022年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
2021年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
2020年度: 30,940千円 (直接経費: 23,800千円、間接経費: 7,140千円)
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| キーワード | スピントロニクス / スピンオービトロニクス / スピン変換 / 規則合金 / 強磁性体 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年、スピンホール効果などのスピン軌道相互作用を起源とする現象を利用し、電荷の流れである電流とスピン角運動量の流れであるスピン流とを変換（スピン変換）するスピンオービトロニクスが、基礎および応用の両面から多大な注目を集めている。本研究課題では、これまでスピン変換の主な舞台となっている非磁性物質ではなく、強磁性金属、特に原子が規則的に空間配列した強磁性規則合金におけるスピン変換に着目し、強磁性スピン変換のメカニズムを理解することで、高効率な磁化方向の制御の実現を目指す。
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| 研究成果の概要 |
スピン軌道相互作用を起源として電流とスピン角運動量の流れであるスピン流を変換（スピン変換）する現象が注目を集めている。本研究課題では、強磁性規則合金におけるスピン変換に着目し、強磁性スピン変換のメカニズムを理解することで、高効率な磁化方向の制御の実現を目指した。その結果、自己誘導的スピン軌道トルクの観測と定量評価、Co2MnGaホイスラー規則合金における高いスピン変換効率とスピン軌道トルク磁化反転の実証、L10型規則合金におけるスピン異常ホール効果の第一原理計算と材料設計の指針の提示、さらに強磁性相転移によるスピン変換効率の増大などの成果を得た。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
強磁性規則合金を基軸として様々な強磁性金属を研究の舞台とし、電流とスピン流を変換できるスピン変換にまつわる様々な研究を行った結果、自己誘導的スピン軌道トルクの機構といった物理の深化から、ホイスラー合金における高いスピン変換効率の実証、さらに強磁性相転移がスピン変換に与える影響を解明するなど、多岐にわたる成果を上げてきた。スピントロニクス分野のみに留まらず、材料科学、物理学などの複数の分野にインパクトを与えるため、学術的価値は高い。また、本研究成果は低消費電力動作や高速かつ大容量の情報処理を可能とするスピントロニクス素子の基盤技術となることから、社会的にも意義深い。
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