| 研究課題/領域番号 |
21J10640
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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13030:磁性、超伝導および強相関系関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
小林 鮎子 東京大学, 新領域創成科学研究科, 特別研究員(DC2)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-28 – 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 |
1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2022年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2021年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
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| キーワード | 反強磁性体 / スピントロニクス / 機能性反強磁性体 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究の目的は巨大な電磁気応答を示す機能性反強磁性体Mn3Snにおいてスピン蓄積の原理を解明し、スピン流の磁気八極子による制御を開拓することである。これにより磁化をもたない反強磁性の新たな制御法が明らかになり、次世代記憶素子の開発に貢献する。スパッタ法でMn3Sn純良配向膜を作製し、電子線リソグラフィを用いて非局所スピン注入素子に加工する。Mn3Snに注入された伝導電子スピン流による磁気八極子由来の応答を解明する。
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| 研究実績の概要 |
機能性反強磁性体の薄膜を微細加工することにより、スピン吸収測定用面内スピンバルブ素子を作製した。実験手法としては、電子線リソグラフィやイオンミリング、電子線蒸着を行い、細線加工後も抵抗率の温度依存性が金属的な振舞いを示すことを確認した。この素子を用いて非局所スピンバルブ測定を行い、線幅と厚みが数10 nmスケールの細線内に生じるスピン蓄積を求めた。非局所スピンバルブ測定とは、磁性体と非磁性中における電気化学ポテンシャルの平衡点が異なることを利用し、両者間の非局所電圧を測定することによってスピン蓄積の大きさを求める手法である。この手法では磁性体の有効磁化の大きさと保磁力が重要なパラメータとなるため、薄膜の配向性に依存した応答の大きさが得られる。
特にスピン吸収測定では、強磁性体から非磁性体中に電荷電流を流した際、拡散したスピン流の一部が対象物質に吸収されることから当該磁性体のスピン拡散長を求めることが可能になる。また、吸収されたスピン流は逆スピンホール効果により電流変換され、この電圧信号を測定することにより変換効率であるスピンホール角も求まる。両者を利用し、スピン拡散長と電気縦伝導率の温度依存性を比較するとスピン緩和機構に対する理解を深めることが可能となる。過去の研究により両者の温度依存性は測定物質の相転移等によって特異な振舞いを示すことが示唆されており、現在解析を進めているところである。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。
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