| 研究課題/領域番号 |
16H04487
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
関 剛斎 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (40579611)
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| 研究分担者 |
窪田 崇秀 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (00580341)
今村 裕志 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 研究チーム長 (30323091)
森山 貴広 京都大学, 化学研究所, 准教授 (50643326)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | スピントロニクス |
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| 研究実績の概要 |
本研究課題では、制御された接合界面を有する薄膜を作製し、電気的および光学的手法により磁気構造や磁化ダイナミクスを評価することで、低エネルギー高速磁化反転技術および反強磁性構造の創製を目指した。
本年度は、人工反強磁性構造に対するスピン軌道トルクによる磁化スイッチングの実証を行った。まず、組成の異なるCo-Gd合金層を積層化させたCo86Gd14 / Co62Gd38薄膜をスパッタ法により作製し、Co-dominantなCo86Gd14層とGd-dominantなCo62Gd38層の磁化が反強磁性的に結合していることを確認した。さらに、磁気特性の温度依存性を調べたところ、正味の磁化がゼロになる補償点が存在し人工反強磁性構造となることが示された。次に、人工反強磁性構造の上下をPt層でサンドイッチした試料を作製し、Pt層のスピンホール効果によってCoGd層にスピン軌道トルクを作用させることで磁化方向をスイッチできることを実証した。この人工反強磁性構造は外部磁場に対しては不感であり、スピンホール効果を用いた磁化制御が反強磁性構造に対して有効であることを意味している。
上記と並行して、時間分解磁気光学カー効果装置を用いて時間領域における磁化反転過程の評価を行った。まず、電流磁場より磁化ダイナミクスを励起し、磁気光学効果により検出するポンプ－プローブ法を確立した。この手法をコプレーナ導波路上に作製したFe-Ni合金の矩形素子へと適用し、磁化反転時の磁化の緩和過程を解明することに成功した。
また、ナノサイズに加工した異種金属積層素子に関して、マイクロマグネティクスシミュレーションを援用することで、内部の磁化ダイナミクスを明らかにし、それによって生じる起電力の観測に成功した。以上の成果を含め、最終年度として研究全体を総括した。
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| 現在までの達成度 (段落) |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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