| 研究課題/領域番号 |
18H05246
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
高梨 弘毅 東北大学, 金属材料研究所, 非常勤講師 (00187981)
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| 研究分担者 |
関 剛斎 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (40579611)
内田 健一 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 磁性・スピントロニクス材料研究拠点, グループリーダー (50633541)
白井 正文 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (70221306)
伊藤 啓太 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (70791763)
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| 研究期間 (年度) |
2018-06-11 – 2023-03-31
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| キーワード | スピントロニクス / 金属人工格子 / 反強磁性 / スピン軌道相互作用 / スピンカロリトロニクス |
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| 研究実績の概要 |
最終年度となる本年度は、①スピンオービトロニクス、②反強磁性スピントロニクス、および③スピンカロリトロニクスの各研究項目について、以下の研究内容を実施した。
①スピンオービトロニクス： Pd/Co/Pt積層膜における界面磁気異方性とスピン軌道トルク（SOT）の膜厚依存性については、昨年度から引き続き解析を進め、論文化への道筋をつけた。また積層数を増やした金属人工格子を作製し、複数磁性層を有するケースでもSOTが効果的に作用するかを調べた。 [Pt (1nm) / Ni (3nm)]x5の金属人工格子においても上下Pt層からのSOTが相殺することなく、Ni層の磁化に効果的にトルクを作用させることが明らかとなった。これは上下界面の特性に非対称性が存在することを示唆する結果であり、金属人工格子を用いたスピンオービトロニクスにおいて重要な設計指針を与えるものである。
②反強磁性スピントロニクス：昨年度から引き続き Pt/Co/Ir/Co/Pt構造を用いてSOT磁化反転の研究に取り組んだ。Irを介した層間交換結合(IEC)により反強磁性的あるいは強磁性的結合した垂直磁化Co層を有する複数の素子に対し、SOT磁化反転によって形成される磁区構造、磁化反転プロセスを明らかにした。また、SOT誘起の磁壁移動について、反対称層間交換結合を上手く取り入れることで、磁壁移動の高速化・高効率化に成功した。
③スピンカロリトロニクス： 金属人工格子における熱電変換機能の性能指数を検討した。Fe/Pt金属人工格子をモデルケースとして選択し、単位膜厚当たりの Fe/Pt 界面数で定義される界面密度と膜面垂直方向の熱伝導率の関係を調べた。界面密度の増加に伴い、熱伝導率が低下する傾向が観測された。これは、金属人工格子の界面や異方的な構造が熱伝導率の抑制をもたらすことを実験的に示した重要な成果である。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和4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 |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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