• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2008 年度 実績報告書

スピン機能材料のデザイン及びスピン偏極電流解析手法の開発・応用

研究課題

研究課題/領域番号 17064001
研究機関東北大学

研究代表者

阿部 和多加  東北大学, 電気通信研究所, 助教 (00361197)

キーワード第一原理計算 / スピントロニクス / 表面・界面 / 輸送 / 磁性
研究概要

Co_2CrAl/MgO(100)界面でハーフメタル性がみられることを、第一原理計算により示した。酸化物とのハーフメタリック界面としては、これは初めての提案となる。Co_2CrAlについては相分離の可能性が指摘されており、バルクとしての不安定性が問題視されている。しかしこれを解決する手段として、Co_2CrAlと同じくハーフメタリックなCo_2MnSiを用いた、Co_2MnSi/Co_2CrAI/MgOヘテロ構造も考案した。ここでCo_2CrAlは数原子層という薄さに設定されており、それによりバルクとしての不安定性が回避され、しかも、界面での電子状態は依然としてハーフメタル性を保つ。同様にハーフメタル性を保つ類似したヘテロ構造として、Co_2MnSi/Co_2CrGa/MgO、Co_2MnSi/Co_2MnAl/MgOも提案している。
一方、結晶磁気異方性を利用したトンネル磁気抵抗素子の理論設計も実行した。これまでの研究から、FePt/MgO/FePt磁気トンネル接合(MTJ)が比較的高いTMR比を与えることが分かっているが、TMR比の更なる向上を目的とし、Fe層を挿入したFePt/Fe/MgO/Fe/FePt MTJを調べた。挿入されたFe層が3原子層程度とかなり薄い場合であっても、Fe電極を用いたときのような高いTMR比がみられることを第一原理伝導計算により確認している。またFePtの他に、磁気異方性をもつ電極材料としてCoPtも扱った。CoPtを選んだ元々の動機は、欠陥ができにくいなど作成面での利点が主であった。しかしながら、MgOを5原子層としたCoPt/MgO/CoPt MTJで400%程度のTMR比がみられるなど、FePtを電極とした場合よりも高いTMR比が期待できるとの予測を得ている。

  • 研究成果

    (24件)

すべて 2009 2008

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (18件)

  • [雑誌論文] Half-metallic interface between a Heusler alloy and Si2009

    • 著者名/発表者名
      Kazutaka Abe
    • 雑誌名

      Journal of Physics : Condensed Matter 21

      ページ: 064244/1-5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The effect of the interface oxidation on tunneling conductance of Co_2MnSi/MgO/Co_2MnSi magnetic tunnel junction2009

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Miura
    • 雑誌名

      Journal of Physics : Condensed Matter 21

      ページ: 064245/1-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 高スピン偏極率を有するホイスラー合金/MgO界面の理論設計2009

    • 著者名/発表者名
      三浦良雄
    • 雑誌名

      Journal of the Magnetics Society of Japan 33

      ページ: 105-109

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Half-metallic interface and coherent tunneling in Co_2YZ/MgO/Co_2YZ (YZ=MnSi, CrAl)magnetic tunnel junctions : A first-principles study2008

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Miura
    • 雑誌名

      Physical Review B 78

      ページ: 064416/1-9

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical studies on spin-dependent conductance in FePt/MgO/FePt (001)magnetic tunnel iunctions2008

    • 著者名/発表者名
      Yujiro Taniguchi
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Magnetics 44

      ページ: 2585-2588

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Monatomic Au wire with a magnetic Ni impurity : Electronic structure and ballistic conductance2008

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Miura
    • 雑誌名

      Physical Review B 78

      ページ: 205412/1-8

    • 査読あり
  • [学会発表] Computational design of half-metallic ferromagnets2009

    • 著者名/発表者名
      Masafumi Shirai
    • 学会等名
      York University-Tohoku University Joint Seminar
    • 発表場所
      Sendai (Japan)
    • 年月日
      2009-01-19
  • [学会発表] スピントロニクス材料の理論設計 : ハーフメタルの将来展望2009

    • 著者名/発表者名
      白井正文
    • 学会等名
      日本金属学会第3分科会シンポジウム
    • 発表場所
      東北大学(仙台市)
    • 年月日
      2009-01-06
  • [学会発表] Theoretical design of highly spin-polarized interfaces between a half-metallic Heusler alloys and semiconductors2008

    • 著者名/発表者名
      M. Shirai
    • 学会等名
      MRS Fall Meeting 2008, Symposium L
    • 発表場所
      Boston (USA)
    • 年月日
      2008-12-03
  • [学会発表] Half-metallic ferromagnets : The status quo and outlook2008

    • 著者名/発表者名
      Masafumi Shirai
    • 学会等名
      Hitachi Spintronics Workshop
    • 発表場所
      Kokubunji (Japan)
    • 年月日
      2008-11-20
  • [学会発表] IHigh spin polarization at Heusler-alloy/silicon interface2008

    • 著者名/発表者名
      Kazutaka Abe
    • 学会等名
      53rd Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials
    • 発表場所
      Austin (USA)
    • 年月日
      2008-11-11
  • [学会発表] Half-metallic behavior of Co_2MnSi/Co_2CrAl/MgO junction and its coherent tunneling conductance : A first-principles study2008

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Miura
    • 学会等名
      53rd Annual Conference on Magnetism and Magnetic Matetials
    • 発表場所
      Austin (USA)
    • 年月日
      2008-11-11
  • [学会発表] Theoretical design of highly spin-polarized interfaces between half-metals and non-magnetic materials2008

    • 著者名/発表者名
      Masafumi Shirai
    • 学会等名
      23rd Nishinomiya-Yukawa Memorial International Workshop on Spin Transport in Condensed Matter
    • 発表場所
      Kyoto (Japan)
    • 年月日
      2008-10-31
  • [学会発表] Computational design of highly spin-polarized ferromagnet/semiconductor interfaces2008

    • 著者名/発表者名
      Masafumi Shirai
    • 学会等名
      CNSI-RIEC Workshop on Nanoelectronics, Spintronics and Photonics
    • 発表場所
      Santa Barbara (USA)
    • 年月日
      2008-10-09
  • [学会発表] Theoretical studies on magnetic tunnel junctions using perpendicular magnetic FePt electrodes2008

    • 著者名/発表者名
      Mitsuru Suzuki
    • 学会等名
      CNSI-RIEC Workshop on Nanoelectronics, Spintronics and Photonics
    • 発表場所
      Santa Barbara (USA)
    • 年月日
      2008-10-09
  • [学会発表] 高スピン偏極率を有するホイスラー合金/MgO界面の理論設計2008

    • 著者名/発表者名
      三浦良雄
    • 学会等名
      第32回日本磁気学会学術講演会
    • 発表場所
      東北学院大学(多賀城市)
    • 年月日
      2008-09-13
  • [学会発表] The electronic structure of half-metallic ferromagnet/semiconductor junctions2008

    • 著者名/発表者名
      白井正文
    • 学会等名
      第32回日本磁気学会学術講演会
    • 発表場所
      東北学院大学(多賀城市)
    • 年月日
      2008-09-12
  • [学会発表] 高スピン偏極界面Co_2MnSi/Co_2CrAl/MgOにおけるトンネル伝導の第一原理計算2008

    • 著者名/発表者名
      三浦良雄
    • 学会等名
      2008年秋季第69回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      中部大学(春日井市)
    • 年月日
      2008-09-04
  • [学会発表] 高スピン偏極ホイスラー合金からシリコンへのスピン注入の理論2008

    • 著者名/発表者名
      白井正文
    • 学会等名
      2008年秋季第69回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      中部大学(春日井市)
    • 年月日
      2008-09-03
  • [学会発表] Highly spin-polarized interfaces between a half-metallic Heusler alloy and silicon2008

    • 著者名/発表者名
      Kasutaka Abe
    • 学会等名
      21st Congress and General Assembly of the International Union of Crystallography
    • 発表場所
      Osaka (Japan)
    • 年月日
      2008-08-26
  • [学会発表] Effect of the interface oxidation on tunneling conductance of Co_2YZ/MgO/Co_2YZ sandwiches2008

    • 著者名/発表者名
      Miura Yoshio
    • 学会等名
      International Conference on Quantum Simulators and Design 2008
    • 発表場所
      Tokyo (Japan)
    • 年月日
      2008-06-02
  • [学会発表] Computational design of magnetoresistive tunnel junctions with perpendicular magnetic anisotropy2008

    • 著者名/発表者名
      Masafumi Shirai
    • 学会等名
      International Conference on Quantum Simulators and Design 2008
    • 発表場所
      Tokyo (Japan)
    • 年月日
      2008-06-02
  • [学会発表] Half-metallic interface between a Heusler alloy and Si2008

    • 著者名/発表者名
      Kazutaka Abe
    • 学会等名
      International Conference on Quantum Simulators and Design 2008
    • 発表場所
      Tokyo (Japan)
    • 年月日
      2008-06-01
  • [学会発表] Theoretical studies on spin-dependent conductance in FePt/MgO/FePt(001)magnetic tunnel junctions2008

    • 著者名/発表者名
      Masafumi Shirai
    • 学会等名
      IEEE International Magnetics Conference 2008
    • 発表場所
      Madrid (Spain)
    • 年月日
      2008-05-05

URL: 

公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi