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正方晶ホイスラー合金をベースとした垂直型磁気抵抗素子の理論設計

研究課題

研究課題/領域番号 25420281
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 電子・電気材料工学
研究機関京都工芸繊維大学

研究代表者

三浦 良雄  京都工芸繊維大学, 電気電子工学系, 准教授 (10361198)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2015年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2013年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードスピントロニクス / 第一原理計算 / 磁気ダンピング / トンネル磁気抵抗比 / スピントロ二クス / 磁気緩和 / 結晶磁気異方性 / スピン流 / ハーフメタル強磁性体
研究成果の概要

本研究では、高スピン偏極率・垂直磁気異方性・低ダンピング定数を併せ持つ貴金属フリーな磁気抵抗素子(MTJ)を実現するために、第一原理電子状態計算および電気伝導計算による物性機能設計を行った。特に、正方晶ホイスラー合金Mn3Gaに着目し、GaをGeで置換したMn3Geや、Mn25%をFeに置換した(Mn3,Fe)Ga2は、MgO障壁の中で減衰の遅いΔ1バンドに関してハーフメタルであることを明らかにした。以上の結果よりMn3GaのMnやGaを価電子数の多いFeやGeで置換することにより強い垂直磁気異方性と大きなトンネル磁気抵抗比を併せもつ新規なスピントロニクス材料を理論設計することに成功した。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2016 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] A first-principles study on magnetocrystalline anisotropy at interfaces of Fe with non-magnetic metals2014

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Miura, Masahito Tsujikawa, Masafumi Shirai
    • 雑誌名

      Jounal of Applied Physics

      巻: 113 号: 23

    • DOI

      10.1063/1.4811685

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical Study on Tunneling Magnetoresistance of Magnetic Tunnel Tunctions with D022-Mn3Z (Z=Ga,Ge)2014

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Miura, Masafumi Shirai
    • 雑誌名

      IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS

      巻: 50 号: 1 ページ: 1-4

    • DOI

      10.1109/tmag.2013.2276625

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] A first-principles study on electric field dependence of magnetic damping of Fe-layer2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Miura
    • 学会等名
      Workshop on Computational Nano-Materials Design and Realization for Energy-Saving and Energy-Creation Materials
    • 発表場所
      大阪大学 豊中キャンパス
    • 年月日
      2016-03-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fe/MgO接合における磁気緩和の電界効果の第一原理計算2015

    • 著者名/発表者名
      三浦良雄
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Mn_3-δ_X_δ_Ga(X=Fe,Co,Ni)の電子状態およびMTJの電気伝導特性2014

    • 著者名/発表者名
      谷林慧,三浦良雄,白井正文
    • 学会等名
      日本物理学会第69回年次大会
    • 発表場所
      東海大学、平塚市
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Theoretical study on tunnelling magnetoresistance of magnetic tunnel junctions with D022-Mn3Z (Z=Ga,Ge)2013

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Miura, Masafumi Shirai
    • 学会等名
      International Symposium on Advanced Magnetic Materials and Applications(ISAMMA2013)
    • 発表場所
      Taichung, Taiwan
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] A first-principles study on magneto-crystalline anisotropy at interfaces of Fe with various non-magnetic metals2013

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Miura, Masahito Tsujikawa, Masafumi Shirai
    • 学会等名
      JSPS Core-to-Core Program Workshop of Computational Nano-Materials Design on Green Energy
    • 発表場所
      淡路市
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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