コンビナトリアル法による水素化磁性人工格子の作製と特性評価

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12750584
• 研究機関: 岩手大学
• 研究代表者: 鎌田 康寛 岩手大学, 工学部, 助教授 (00294025)
• キーワード: コンビナトリアル法 / 水素化 / 人工格子 / 磁性 / 希土類金属 / 交換結合 / 金属半導体転移 / 格子膨張

研究概要

初年度確立させた、コンビナトリアル法による試料作製法および物性評価法をもとに、様々な強磁性遷移金属/希土類金属(TM/RE)人工格子を作製し、それらの物性に与える水素化効果を調べた。以下に本年度の研究実績概要をまとめる。
(1) Fe/Y多層膜型人工格子の層間交換結合
Y膜厚が1.2nm以下の場合、(1)Fe層間に180度結合が生じること、(2)水素化により90度結合に変わること、を発見した。これらは水素化による層間交換結合の制御が可能であることを示しており、新しい機能性材料として有望であることを明らかにした。
(2) Fe/La多層膜型人工格子の飽和磁化の増大
水素化による飽和磁化の増加のメカニズムについて、XMCD実験やバンド計算の研究報告をもとに、定量的な検討を行った。Fe/La界面付近での(1)格子膨張に伴うFeの磁化の増加、(2)反平行成分を持っLaの磁気分極の減少、の2点から説明することに成功した。
(3) Fe/La/Fe接合型人工格子の金属半導体転移
水素化により金属半導体転移が生じ、5桁の大きな抵抗変化を持っ接合型人工格子の作製に成功した。
(4) Fe/Gd多層膜型人工格子の磁化スイッチング
水素雰囲気中でのX線回折その場観察を行い、結晶構造変化のプロセスの詳細を明らかにした。また水素化によりFeと反平行に向いたGdの磁化の減少を用いることで、Fe/Gd多層膜全体として大きな磁化スイッチングを生じさせることができることを見出した。

研究成果

• [文献書誌] Yasuhiro Kamada, Akihiro Itoh, Daisuke Takama, Masahiko Yamamoto: "Effects of Hydrogenation on the Structure, Transport, and Magnetic Properties of Multilayers Composed of Transition Matals and Rare-Earth Metals"Journal of the Magnetics Society of Japan. Vol.2(to be published). (2002)
• [文献書誌] Yasuhiro Kamada, Akihiro Itoh, Masahiko Yamamoto: "Magnetic Properties of Amorphous-Fe/La and BCC-Fe/La Multilayers"Proc. Fourth Pacific Rim Int. Conf. on Advanced Materials and Processing (PRICM4), (The Japan Institule of Metals, 2001). 127-130 (2001)
• [文献書誌] Yasuhiro Kamada, Daisuke Takama, Akihiro Itoh, Hiroyuki Naka, Masahiko Yamamoto: "Towards Fabrication of New Functional Multilayers by Hydrogenation"Proc. Fourth Pacific Rim Int. Conf. on Advanced Materias and Processing (PRICM4), (The Japan Institute of Metals, 2001). 425-428 (2001)