2018 年度研究成果報告書

超省電力デバイスに向けた新奇窒化物スキルミオンの創成

研究課題

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研究課題/領域番号	17K19054
研究種目	挑戦的研究(萌芽)
配分区分	基金
研究分野	応用物理物性およびその関連分野
研究機関	名古屋大学
研究代表者	浅野秀文名古屋大学, 工学研究科, 教授 (50262853)
研究分担者	羽尻哲也名古屋大学, 工学研究科, 助教 (80727272)
研究期間 (年度)	2017-06-30 – 2019-03-31
キーワード	スキルミオン / 窒化物薄膜 / 磁性体
研究成果の概要	本研究では、材料設計自由度の高い、新規窒化物スキルミオンの創成を目的とした。本期間中は、反応性スパッタ法によるFe1.5X0.5Mo3N( X =Ni, Pd, Pt )薄膜の作製とその電気磁気特性の解明を行った。全ての添加元素X( X =Ni, Pd, Pt )において、(110)方向に単一成長したエピタキシャル薄膜作製が可能になった。 2. X = Pdの室温における磁気特性、および異常ホール効果の測定により、Fe1.5Pd0.5Mo3Nエピタキシャル薄膜において室温でスキルミオンが発現することが明らかとなった。
自由記述の分野	磁性・スピントロニクス材料
研究成果の学術的意義や社会的意義	本研究で着目するスキルミオンは20-100 nmの領域で閉じた渦状の磁気構造であり，スキルミオンの有無のコントロールの容易さ・スキルミオンの低電流での駆動という特徴を持つことより，既存デバイスよりも低消費電力・高い記録密度で動作するスピン（磁気）メモリ実現に繋がる大きな可能性を秘めた材料として注目されている。従来は室温以下の低温でしかスキルミオン発現の挙動が報告されていなかったが、本研究では、新奇窒化物であるFe1.5Pd0.5Mo3N系エピタキシャル薄膜において、室温でのスキルミオン発現の挙動を観測し、本材料系が将来のスキルミオンデバイス応用に有望であることを明らかにした。