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2016 年度 実績報告書

酸化物ヘテロ構造におけるスピン軌道トルク

研究課題

研究課題/領域番号 15H05517
研究機関北海道大学

研究代表者

山ノ内 路彦  北海道大学, 電子科学研究所, 准教授 (40590899)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
キーワードスピン軌道トルク / 酸化物ヘテロ構造
研究実績の概要

本年度は、昨年度に観測した電流誘起有効磁界を磁化方向と面内電流の相対角度に依存するプレーナーホール抵抗を用いて詳細に調べた。膜厚5 nmのLa0.67Sr0.33MnO3 (LSMO)を 純水洗浄によりSrOを除去したSrTiO3 (001) 基板上にパルスレーザー堆積法を用いて成膜した。LSMOの磁化容易軸方向は<110>近傍にある。そして、[100]に幅10 μm のチャネルを有するホールバーに加工した。LSMOの磁化方向を容易軸の一つである[-110]に揃えた後、[0-10]の外部磁界で[-110]から[-1-10]へ磁化方向をスイッチングさせたところ、正電流の方が負電流に比べてスイッチング磁界が大きくなった。このことから、正(負)電流によって、[010] ([0-10]) の有効磁界が誘起されていると考えられる。界面終端が有効磁界に与える影響を調べるため、SrOを除去したSrTiO3 (001) 基板上にSrMnO3を1 u.c.成膜し、その上にLSMO薄膜を成膜した試料についても同様の測定を行った。表面終端に関わらず、同方向の有効磁界が観測されたことから、観測した有効磁界は界面に起因するものではないことが分かった。さらに、この有効磁界の起源を調べるため、有効磁界のLSMO膜厚依存性を調べた。その結果、有効磁界は成膜したLSMO膜厚から絶縁的なデッドレイヤ-膜厚を引いた実効膜厚より求めた電流密度でスケーリングできることが分かった。これは、観測した有効磁界はLSMOのバルクの効果に起因することを示唆している。本研究成果は当初の予想と異なるが、酸化物ヘテロ構造における新たな有効磁界を観測したものであり、酸化物ハーフメタルを用いたスピントロニクスの発展に寄与すると考える。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2017 2016

すべて 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] Thickness Dependence of Current-Induced Effective Magnetic Field in La0.67Sr0.33MnO3/SrTiO3 heterostructure2017

    • 著者名/発表者名
      T. Oyamada, T. Katase, H. Ohta, M. Yamanouchi
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県、横浜市)
    • 年月日
      2017-03-17 – 2017-03-17
  • [学会発表] Current-induced effects on switching magnetic field in an oxide half-metal heterostructure2016

    • 著者名/発表者名
      M. Yamanouchi, T. Oyamada, T. Katase, H. Ohta
    • 学会等名
      第21回スピン工学の基礎と応用(Physics and Applications of Spin-related Phenomena in Semiconductors, PASPS-21
    • 発表場所
      北海道大学学術交流会館(北海道、札幌市)
    • 年月日
      2016-12-13 – 2016-12-13
  • [学会発表] Current-induced modulation of switching magnetic field in La0.67Sr0.33MnO3/SrTiO3 structures2016

    • 著者名/発表者名
      M. Yamanouchi, T. Oyamada, T. Katase, H. Ohta
    • 学会等名
      61st Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials
    • 発表場所
      New Orleans(USA)
    • 年月日
      2016-11-02 – 2016-11-02
    • 国際学会
  • [学会発表] Current-induced effects on switching magnetic field in La0.67Sr0.33MnO3/SrTiO32016

    • 著者名/発表者名
      山ノ内路彦、 小山田達郎、片瀬貴義、太田裕道
    • 学会等名
      2016年 第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟県、新潟市)
    • 年月日
      2016-09-13 – 2016-09-13

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公開日: 2018-01-16  

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