反強磁性体に於けるスピン流と磁化の相互作用の解明

• 研究課題/領域番号: 26870300
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 応用物性; ナノ構造物理
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 森山 貴広 京都大学, 化学研究所, 准教授 (50643326)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2016年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2015年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円); 2014年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
• キーワード: 反強磁性体 / スピントルク / スピントロニクス / 強磁性共鳴 / 高周波

研究成果の概要

反強磁性体とは、隣り合う局在スピンが反対方向を向いて整列しているため、全体として自発磁化を持たない物質である。理論的には、スピン流と反強磁性体磁化との相互作用（スピントルク効果）により磁化の制御が可能であることが示されており、実験的評価が期待されている。本研究を通して、反強磁性体に作用するスピントルク効果の定量評価方法を確立し、これを用いて、反強磁性体においてスピントルク効果が発現すること、磁化方向に対応して異方性磁気抵抗効果が発現することを実験的に見出した。これらの成果により、反強磁性体におけるスピン相互作用の理解が深まり、反強磁性体がスピントロニクスにおいて新たな機能材料たることを示した。

研究成果

• [国際共同研究] University of Messia/University of Perugia/Politecnico of Bari(Italy)
• [国際共同研究] University of Regensburg(Germany)
• [国際共同研究] University of California, Los Angels(米国)
• [国際共同研究]
• [雑誌論文] Exchange bias controlled by electric current: Interplay of Joule heating and the induced field (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Oda, T. Moriyama, M. Kawaguchi, M. Kamiya, K. Tanaka, K.-J. Kim, and T. Ono
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 55 号: 7 ページ: 070304-070304
  • DOI: 10.7567/jjap.55.070304
  • NAID: 210000146743
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Temperature dependence of magnetoresistance in GdFeCo/Pt heterostructure (2016)
  • 著者名/発表者名: Takaya Okuno, Kab-Jin Kim, Takayuki Tono, Sanghoon Kim, Takahiro Moriyama, Hiroki Yoshikawa, Arata Tsukamoto, and Teruo Ono
  • 雑誌名: Applied Physics Express 巻: 9 号: 7 ページ: 0730011-4
  • DOI: 10.7567/apex.9.073001
  • NAID: 210000137981
  • 査読あり
• [雑誌論文] Micro-focused Brillouin light scattering study of the magnetization dynamics driven by Spin Hall effect in a transversely magnetized rectangular NiFe nanowire (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Madami, G. Gubbiotti, T. Moriyama, K. Tanaka, G. Siracusano, M. Carpentieri, G. Finocchio, S. Tacchi, T. Ono, and G. Carlotti
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 巻: 117 号: 17
  • DOI: 10.1063/1.4907612
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Layer thickness dependence of current induced effective fields in ferromagnetic multilayers (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Kawaguchi, T. Moriyama, T. Koyama, D. Chiba, T. Ono
  • 雑誌名: J. Appl. Phys. 巻: 117 号: 17
  • DOI: 10.1063/1.4914897
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Anti-damping spin transfer torque through epitaxial Nickel oxide (2015)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Moriyama, So Takei, Masaki Nagata, Yoko Yoshimura, Noriko Matsuzaki, Takahito Terashima, Yaroslav Tserkovnyak, and Teruo Ono
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 106 号: 16 ページ: 022406-022406
  • DOI: 10.1063/1.4918990
  • NAID: 120005625675
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Ferromagnetic resonance measurement using stroboscopic magneto-optical Kerr effect (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Moriyama, S. Yoon, and R.D. McMichael
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 巻: 117 号: 21 ページ: 213908-213908
  • DOI: 10.1063/1.4922126
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Ferromagnetic resonance measurements in sub-nanometer Fe films (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Mizuno, T. Moriyama, M. Kawaguchi, M. Nagata, K. Tanaka, T. Koyama, D. Chiba, and T. Ono
  • 雑誌名: Applied Physics Express 巻: 8 号: 7 ページ: 073003-073003
  • DOI: 10.7567/apex.8.073003
  • NAID: 210000137585
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Current induced antiferro-ferromagnetic transition in FeRh nanowires (2015)
  • 著者名/発表者名: N. Matsuzaki, T. Moriyama, M. Nagata, K.-J. Kim, I. Suzuki, T. Taniyama, T. Ono
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 54 号: 7 ページ: 073002-073002
  • DOI: 10.7567/jjap.54.073002
  • NAID: 210000145354
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Antiferromagnet-mediated spin transfer between metal and ferromagnet (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Takei, T. Moriyama, T. Ono, Y. Tserkovnyak
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 92 号: 2 ページ: 020409-020409
  • DOI: 10.1103/physrevb.92.020409
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Sequential write-read operations in FeRh antiferromagnetic memory (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Moriyama, N. Matsuzaki, K.-J. Kim, I. Suzuki, T. Taniyama, and T. Ono
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 107 号: 12 ページ: 122403-122403
  • DOI: 10.1063/1.4931567
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Interfacial Dzyaloshinskii-Moriya interaction studied by time-resolved scanning Kerr microscopy (2015)
  • 著者名/発表者名: H. S. Korner, J. Stigloher, H. G. Bauer, H. Hata, T. Taniguchi, T. Moriyama, T. Ono, and C. H. Back
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 92 号: 22 ページ: 220413-220413
  • DOI: 10.1103/physrevb.92.220413
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Linewidth broadening of optical precession mode in synthetic antiferromagnet (2014)
  • 著者名/発表者名: Kensho Tanaka, Takahiro Moriyama, Masaki Nagata, Takeshi Seki, Koki Takanashi, aSaburo Takahashi, and Teruo Ono
  • 雑誌名: Appl. Phys. Express 巻: 7 号: 6 ページ: 063010-063010
  • DOI: 10.7567/apex.7.063010
  • NAID: 210000137131
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Magnetization dynamics under a strong spin-orbit torque in W/FeCoB/MgO layers (2016)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Moriyama
  • 学会等名: 61st Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials
  • 発表場所: New Orleans, USA
  • 年月日: 2016-10-31
  • 国際学会
• [学会発表] Antiferromagnetic spintronics and recent results (2016)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Moriyama
  • 学会等名: International workshop on Nano-Spin Conversion Science and Quantum Spin Dynamics
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2016-10-12
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Spin transfer torque in antiferromagnet and toward the applications (2016)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Moriyama
  • 学会等名: International conference on solid state devices and materials
  • 発表場所: Tsukuba, Japan
  • 年月日: 2016-09-26
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Spin transfer in antiferromagnets (2016)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Moriyama
  • 学会等名: SPIE Optics + Photonics
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 2016-08-28
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Anti-damping spin transfer torque through epitaxial Nickel oxide (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Moriyama
  • 学会等名: Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 2016-01-14
  • 国際学会
• [学会発表] 反強磁性スピントロニクスとデバイスへの展開 (2016)
  • 著者名/発表者名: 森山貴広
  • 学会等名: 日本磁気学会第209回研究会
  • 発表場所: 東京都千代田区
  • 招待講演
• [学会発表] Anti-damping spin transfer torque through antiferromagnet (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Moriyama
  • 学会等名: 32nd Reimei Workshop on Frontiers of Condensed Matter Physics
  • 発表場所: Sendai, Miyagi, Japan
  • 年月日: 2015-11-17
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 反強磁性体NiOを介したスピントランスファー (2015)
  • 著者名/発表者名: 森山貴広
  • 学会等名: 応用物理学会秋季講演会
  • 発表場所: 名古屋、愛知
  • 年月日: 2015-09-14
• [学会発表] Spin torque ferromagnetic resonance measurements in antiferromagnetic multilayers (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Moriyama
  • 学会等名: New Perspectives in Spintronic and Mesoscopic Physics (NPSMP2015)
  • 発表場所: Kashiwa, Chiba, Japan
  • 年月日: 2015-06-10
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Spin torque ferromagnetic resonance measurements in antiferromagnetic multilayers (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Moriyama
  • 学会等名: KAUST SOIT Workshop 2015
  • 発表場所: Thuwal, Saudi Arabia
  • 年月日: 2015-02-26 – 2015-03-01
• [学会発表] スピントルク強磁性共鳴を用いた反強磁性体へのスピン注入の研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 森山貴広
  • 学会等名: 第52回日本磁気学会スピンエレクトロニクス専門委員会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2015-01-28
  • 招待講演
• [学会発表] Spin torque ferromagnetic resonance measurements on FeCoB/IrMn/Pt multilayers (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Moriyama
  • 学会等名: Magnetism and Magnetic Materials Conference
  • 発表場所: Honolulu, HI
  • 年月日: 2014-11-03 – 2014-11-07
• [学会発表] Linewidth broadening of the optical precession mode in a synthetic antiferromagnet due to mutual spin pumping effect (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Tanaka
  • 学会等名: Magnetism and Magnetic Materials Conference
  • 発表場所: Honolulu, HI
  • 年月日: 2014-11-03 – 2014-11-07
• [産業財産権] 磁気メモリ素子及び該磁気メモリ素子に用いる磁性材料 (2017)
  • 発明者名: 森山貴広、小野輝男、関 剛斎、周 偉男、高梨弘毅
  • 権利者名: 森山貴広、小野輝男、関 剛斎、周 偉男、高梨弘毅
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2017-132264
  • 出願年月日: 2017-07-05