| 研究課題/領域番号 |
20J10749
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 国内 |
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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 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
小泉 洸生 筑波大学, 数理物質科学研究科, 特別研究員(DC2)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-24 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2021年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2020年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
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| キーワード | 垂直磁気異方性 / 導電性酸化物 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
低消費電力デバイスの開発に向け、電圧による磁化反転方式の研究が盛んに行われている。電圧印加による制御の可能性のある磁気特性として、我々は磁気層間交換結合に着目した。磁気層間交換結合とは、非磁性層を介して強磁性層同士がトンネル効果により互いに影響しあうことで磁気的に結合する現象であり、この強度は非磁性層の膜厚に依存することが知られている。そこで我々は、非磁性層界面に電圧印加した場合、電子密度が変調を受け、界面における電子の反射率が変わり磁気層間結合の強度が変化するのではないかと考えた。本研究では、非磁性層に電圧を印加することで、磁気層間交換結合の制御を目的とした。
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| 研究実績の概要 |
本年度は、導電性と垂直磁気異方性の両方を有するNiCo2O4(NCO)の電気伝導特性の調査と、導電性スピネル上への垂直磁気異方性を有するコバルトフェライト(CFO)の作製を中心に研究を行った。
前者については前年度の研究において、NCOが低温で円錐磁気異方性へと転移していることを実験的に発見し、その起源について明らかにした。これらの結果をまとめた学術論文を1編の学術論文として本年度投稿した。導電性を示す物質では、円錐磁気異方性の報告はほとんど例がないため、今年度は円錐磁気異方性に基づいた伝導現象について詳細に調べた。その結果、NCOは共線的な強磁性体では見られない特異な振る舞いを示しており、円錐磁気異方性により非共線的なスピン構造が実現していることが明らかとなった。それだけでなく、非共線的なスピン構造は磁場により制御できることも明らかにした。現象論的な考察により、実現している磁気構造は反強磁性的な構造と強磁性的な構造を組み合わせた構造であることが分かった。本来、反強磁性的な構造のみでは電気的な応答を示さないが、強磁性構造と結合することで電気的な応答として観測できるようになっていることが示唆された。そこで、この現象を説明する簡単なモデルを提案した。これらの結果学術論文として投稿中である。
後者については、導電性スピネルのCoV2O4上にNiOを緩衝層として挿入することで垂直磁気異方性を有するCFOを作製することに成功した。これにより、磁気層間結合が発現する系に電圧を印加することが可能となった。磁気層間結合の電圧変調については今後の研究の発展が期待される。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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