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高効率スピン源を理論設計することを目標として、本年度は以下の研究成果を得た。
1.ホイスラー合金を用いたCo_2MnSi/非磁性金属/Co_2MnSi三層構造の電子構造と電気伝導を第一原理計算した結果、多数スピン状態のコンダクタンスはCrスペーサに比べてAgスペーサの方が大きくなり、実験報告とよい対応が得られた。ホイスラー合金と非磁性金属のフェルミ面形状の整合性が、両者の伝導特性の違いをもたらしていることを明らかにした。
2.ホイスラー合金Co_2MnSi/MgO接合界面における終端面構造を、X線吸収磁気円二色性(XMCD)測定と第一原理計算により決定した。Fe基板上に作製したCo_2MnSi/MgO薄膜のXMCDスペクトルから磁気総和則を用いてCoおよびMn原子のスピン磁気モーメントのCo_2MnSi膜厚依存性を求めた結果、膜厚が薄くなるにつれてスピン磁気モーメントが増大した。この実験結果はMnSi終端界面に対する計算結果とよい一致を示した。
3.強磁性形状記憶合金Ni_2Mn_<1+x>Sn_<1-x>におけるマルテンサイト変態の発現機構を微視的に解明するため、硬X線光電子分光と第一原理計算を用いて、電子構造の組成・温度依存性を調べた。その結果、フェルミ準位直下にNi 3d(e_g)軌道からなる状態密度のピーク構造が存在しており、この状態に起因するJahn-Teller機構がこの系のマルテンサイト変態を引き起こしていることを明らかにした。
4.垂直磁気異方性を示すPt/Fe/Pt(001)およびMgO/Pt/Fe/Pt(001)薄膜における磁気異方性エネルギーの電界依存性を第一原理計算した。両薄膜ともに磁気異方性エネルギーは電界に対して線形に変化し、金属表面から内向きの電界により減少する結果が得られた。MgOを接合することにより、磁気異方性の電界依存性は、MgOの比誘電率に比例して増大することを理論的に初めて明らかにした。
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