| 研究課題/領域番号 |
20H02177
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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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 |
小区分21050:電気電子材料工学関連
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
角田 匡清 東北大学, 工学研究科, 准教授 (80250702)
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| 研究分担者 |
古門 聡士 静岡大学, 工学部, 教授 (50377719)
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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 |
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2022年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2021年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2020年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
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| キーワード | スピントロニクス / 異方性磁気抵抗効果 / 磁気抵抗効果 / AMR |
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| 研究開始時の研究の概要 |
伝導電子が結晶格子の熱振動によって散乱されるまでに移動する平均的距離よりも薄い強磁性単結晶薄膜を用いた膜面垂直通電（CPP）トランスバース（Tr）異方性磁気抵抗（AMR）効果の研究を行う。大きなCPP-Tr-AMR効果を示す強磁性薄膜材料を電子論的起源の観点から探索・開発し、新たな磁気センサー素子の実現を目指す。
本研究の成果から得られるセンサー素子では、室温でも実用上必要な大きさの信号強度が期待できるため、超高密度ハードディスク（HDD）を実現する革新的な技術となる。
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| 研究成果の概要 |
極薄の強磁性金属単層膜で大きな磁気抵抗効果変化率を実現するべく、膜面垂直通電（CPP）－異方性磁気抵抗（AMR）効果について検討した。実験研究のアプローチとして、Ni-Co-Fe二元合金単結晶薄膜の磁気抵抗係数を決定しCPP-AMRに最適な電流方位を提案した。また、理論研究のアプローチとして、s-d散乱機構によるAMRの理論と実材料への適用法を構築し、窒化鉄薄膜ならびにCo基フルホイスラー合金薄膜の実験結果と比較することでその有用性を確認した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
AMR効果は約160年前のケルヴィン卿による発見以来、強磁性体で観測される重要な電流磁気効果として現象論の範疇で理解され、様々なデバイス応用がなされてきたが、1970年代の先駆的な理論研究を除いて、電子論的観点からの十分な理解は得られていなかった。本研究は実験と理論の両面からAMR効果について検討を行った結果、極薄単結晶強磁性薄膜の磁気輸送特性の解明と応用に新たな一歩を与えたものである。
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