酸化物／金属強磁性層間に生じる交換結合の電気的制御

• 研究課題/領域番号: 23K26535
• 補助金の研究課題番号: 23H01842 (2023)
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金 (2024); 補助金 (2023)
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分29020:薄膜および表面界面物性関連
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 柳原 英人 筑波大学, 数理物質系, 教授 (50302386)
• 研究分担者: 介川 裕章 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センター, グループリーダー (30462518)
• 研究期間 (年度): 2023-04-01 – 2026-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 18,980千円 (直接経費: 14,600千円、間接経費: 4,380千円); 2025年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2024年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2023年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
• キーワード: 交換相互作用 / 磁性界面 / 電気制御

研究開始時の研究の概要

２つの異なる強磁性層（金属と酸化物絶縁体）を組み合わせ、界面に効率的に電圧（電界）を印加することで期待される巨大な磁気電圧効果を実証し、次世代スピントロニクスに向けた新たな電圧磁化反転手法として提案をする。具体的には、絶縁性酸化物強磁性薄膜と金属強磁性薄膜の2層間に交換磁気結合が生じている系に電圧印加を行うことで、強磁性界面の電子状態密度を変化させる。その結果として2層の強磁性膜間の層間交換結合が変化しうることを実験的に示すことを目標とする。異常ホール効果をプローブとして強磁性金属層の磁化過程のみを選択的に検出することで、層間交換結合強度とその符号、さらに界面磁気異方性を分離して評価する。