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反強磁性超薄膜における磁気異方性の能動的制御法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 20K05302
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分29010:応用物性関連
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

壬生 攻  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40222327)

研究分担者 田中 雅章  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50508405)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード反強磁性体 / 超薄膜 / 磁気異方性 / スピントロニクス / メスバウアー分光 / メスバウアー分光法
研究開始時の研究の概要

本研究課題は,物質中で原子がもつ磁気モーメントの方向が打ち消し合っている「反強磁性体」を,より「能動的な」磁性材料とするため,反強磁性超薄膜の「磁気異方性」(原子磁気モーメントの方向)を,外的刺激により制御することを目的とする。まずは,代表的な反強磁性物質であるヘマタイトの薄膜を対象とし,磁気異方性に対する異種元素ドーピング,エピタキシャル歪みなど静的変調の影響を調べたのち,電圧やスピン流などの外的刺激による動的な制御に挑戦する。引き続き,他の反強磁性物質についても同様の現象を調査し,磁気記録やスピントロニクス分野における新しいコンセプトの素子としての展開を図っていく。

研究成果の概要


物質中で原子がもつ磁気モーメントの方向が打ち消し合っている反強磁性体を,より能動的な磁性材料にするため,反強磁性超薄膜の磁気異方性(原子磁気モーメントの方向)を,静的または動的に制御することを目的とした。代表的反強磁性体であるヘマタイトの薄膜を主たる対象とし,その磁気異方性に対し,異種元素ドーピング,膜厚制御,エピタキシャル歪みなどの静的変調の影響を調べるとともに,電圧印加などの外的刺激による制御を試みた。その結果,静的変調に対する系統性なデータが蓄積されるとともに,リチウム化合物薄膜と積層化した薄膜において,電圧印加により磁気異方性が動的に変化することを示唆するデータを得ることに成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

外部に磁束を出さないため実用磁性材料の主役にはならないと考えられてきた反強磁性体の薄膜において,磁気異方性の静的制御法を確立するとともに,新たな動的制御方法を提示し,反強磁性体を能動的な実用材料として利用する上でひとつの有望な選択肢を拓いた。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] 放射光メスバウアー線源法による α-Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 薄膜の Morin 転移評価とそのための小型高温チャンバーの開発2022

    • 著者名/発表者名
      増田 亮、野崎 友大、Pati Satya Prakash、齋藤 真器名、三井 隆也、瀬戸 誠、佐橋 政司、壬生 攻
    • 雑誌名

      SPring-8/SACLA利用研究成果集

      巻: 10 号: 5 ページ: 426-430

    • DOI

      10.18957/rr.10.5.426

    • ISSN
      2187-6886
    • 年月日
      2022-10-31
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 放射光で観たスピントロニクスの材料と物性2022

    • 著者名/発表者名
      小野輝男,岡本聡,千葉大地,水口将輝,壬生攻(ONO Teruo、OKAMOTO Satoshi、CHIBA Daichi、MIZUGUCHI Masaki、MIBU Ko)
    • 雑誌名

      表面と真空

      巻: 65 号: 5 ページ: 218-223

    • DOI

      10.1380/vss.65.218

    • ISSN
      2433-5835, 2433-5843
    • 年月日
      2022-05-10
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 新分野創成利用課題報告 ナノスケール実スピンデバイス開発に向けた新しい放射光利用2021

    • 著者名/発表者名
      小野輝男,岡本聡,千葉大地,水口将輝,壬生攻
    • 雑誌名

      SPring-8/SACLA利用者情報

      巻: 26 ページ: 101-108

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] スピンホール磁気抵抗効果を用いたRuドープ α-Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>薄膜におけるモーリン転移温度の膜厚依存性調査2022

    • 著者名/発表者名
      古田旭宏,横山幸季,藤井一樹,田中雅章,壬生攻
    • 学会等名
      IEEE Magnetics Society 名古屋支部若手研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 放射光メスバウアー分光法のさまざまな応用 - 放射性同位体線源 vs. 放射光 -2022

    • 著者名/発表者名
      壬生攻
    • 学会等名
      第15回SPRUC核共鳴散乱研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] スピネル構造を持つ強磁性電極を用いたコバルトフェライト薄膜のトンネル型スピンフィルター効果の評価2022

    • 著者名/発表者名
      市川知幸,古田元春,森下雅也,眞下大輔,田中雅章,壬生攻
    • 学会等名
      IEEE Magnetics Society 名古屋支部若手研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Mossbauer Spectroscopic Studies on Antiferromagnetic Thin Films for Spintronics Applications2021

    • 著者名/発表者名
      K. Mibu
    • 学会等名
      International Conference on the Applications of the Mossbauer Effect 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 不純物をドープしたヘマタイト薄膜のモーリン転移のスピンホール磁気抵抗効果による検出2021

    • 著者名/発表者名
      田中雅章,横山幸季,石井千森,藤井一樹,古田旭宏,壬生攻
    • 学会等名
      第45回日本磁気学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Detection of Morin Transition in Pt/Ru-Doped-Hematite Bilayers Using Spin Hall Magnetoresistance2021

    • 著者名/発表者名
      K. Ishii, K. Yokoyama, G. Takehara, M. A. Tanaka, and K. Mibu
    • 学会等名
      第68回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] スピンホール磁気抵抗効果を用いた不純物ドープα-Fe2O3薄膜のモーリン転移の検出2021

    • 著者名/発表者名
      横山幸季,石井千森,竹原玄貴,田中雅章,壬生攻
    • 学会等名
      日本物理学会第76回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] 壬生・田中研究室 研究紹介

    • URL

      http://mibulab.web.nitech.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 壬生・田中研究室 研究紹介

    • URL

      http://mibulab.web.nitech.ac.jp/research/

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書 2020 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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