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2020 年度 研究成果報告書

スピン偏極STMによる電界駆動Fe/MgO磁気デバイスの原子欠陥制御

研究課題

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研究課題/領域番号 17K19023
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 ナノマイクロ科学およびその関連分野
研究機関千葉大学

研究代表者

山田 豊和  千葉大学, 大学院工学研究院, 准教授 (10383548)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2021-03-31
キーワード磁気デバイス / 鉄 / MgO / 原子 / 電界
研究成果の概要

原子レベルで平坦で、原子欠陥の極めて少ない高品質なMgO絶縁膜を作製し、この上に鉄原子を吸着した。全ての実験は、宇宙空間と同じ超高真空中、極低温環境で行った。原子分解能を有する走査トンネル顕微鏡(STM)を使用した。鉄原子を直接観察しながら、STM探針から鉄原子に電界を印加し、吸着構造の変化を探った。2.5 GV/m以下までは鉄原子は安定に吸着したが、より高い電界では鉄原子は脱離することが分かった。

自由記述の分野

表面磁性

研究成果の学術的意義や社会的意義

世界中の全ての情報は、データセンターの無数の磁石で記憶されている。磁石に磁界を印加し、磁石の向きを変えることで情報が書き込まれる。微小コイルに電流を流して磁界を印加するが、必ずジュール熱が発生する。電力消耗の無い情報書き込み手法として、電界で磁石の特性を変える手法がある。しかし、電界が金属磁石に侵入できるのは僅か原子数層であり、また電界印加による原子構造変化もよくわかっていなかった。本研究で我々は、磁気情報デバイスに幅広く使用されているFe/MgO系を使用し、鉄原子1個を直接観察しながら電界を印加した。電界2.5 GV/mまで安定に吸着している事を実証した。

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公開日: 2022-01-27  

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