2019 年度研究成果報告書

磁性フォノニック結晶の創成と熱流制御スピントロニクス素子の実現

研究課題

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研究課題/領域番号	18K18856
研究種目	挑戦的研究(萌芽)
配分区分	基金
審査区分	中区分21:電気電子工学およびその関連分野
研究機関	豊橋技術科学大学
研究代表者	中村雄一豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20345953)
研究期間 (年度)	2018-06-29 – 2020-03-31
キーワード	フォノニック結晶 / スピンゼーベック効果
研究成果の概要	本研究では、ナノ多層膜構造によりフォノン(熱)伝導を制御し、それによりスピン流を制御する人工磁気格子の創成を目指し、多層膜構造がスピンゼーベック(SS)効果の出力に及ぼす影響を明らかにすることを目的とした。まず単純なモデルによりフォノンの伝搬について計算し、ナノ構造が伝搬に及ぼす影響について系統的に評価した。またPt膜の抵抗変化から試料表面温度を正確に評価する手法を開発し、精密な出力評価ができるようになった。これにより、多層膜の構造を変えた際のSS出力の変化を評価した結果、層数が大きいほど出力が大きくなる傾向が得られ、多層膜構造によりフォノン伝導が影響されている可能性が確認された。
自由記述の分野	電気・電子材料
研究成果の学術的意義や社会的意義	本研究では、磁性膜を含めたナノ多層膜構造(磁性フォノニック結晶)を適切に設計することで、多層膜構造により熱伝導を制御できる可能性を示し、それをスピンゼーベック効果により電気的に検知することに成功した。これによりナノ多層膜により局所的な熱伝導の制御が出来る可能性があり、また将来的にはスピンゼーベック効果を用いた熱電発電の変換効率向上にも繋がると期待される。