表面界面のスピン構造とスピン制御:第一原理計算による理論的予測

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20540334
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 三重大学
• 研究代表者: 中村 浩次 三重大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (70281847)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2011
• キーワード: 表面界面磁性 / 第一原理計算

研究概要

表面界面のスピン構造と制御に関する理解は科学技術革新において重要な課題である。本研究では、FLAPW法を用いた第一原理計算により、i)交換バイアス強磁性/反強磁性CrSe/MnSe及びCrTe/MnTe界面におけるハーフメタル的電子構造、ii)電気磁気効果を示す有力材料としてのCr_2O_3/Pt及びFe/MgO界面の磁気構造、iii)遷移金属薄膜の結晶磁気異方性及びスピンスパイラル構造の安定性を明らかにし、iv)有限温度下における構造安定性を解析するための計算手法を開発した。

研究成果

• [雑誌論文] Structural stability and electronic properties in Al_2O_3-Cr_2O_3 mixed crystal (2012)
  • 著者名/発表者名: Yukie Kitaoka, Kohji Nakamura, Toru Akiyama, Tomonori Ito
  • 雑誌名: Journal of Crystal Growth 巻: (連載決定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural stability of Mn-doped GaInAs and GaInN alloys (2012)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Miyake, Kohji Nakamura, Toru Akiyama, Tomonori Ito
  • 雑誌名: Journal of Crystal Growth 巻: (連載決定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of an interfacial FeO layer in the electric-field-driven switching of magnetocrystalline anisotropy at the Fe/MgO interface (2010)
  • 著者名/発表者名: Kohji Nakamura, Toru Akiyama, Tomonori Ito, M. Weinert, A. J. Freeman
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 81巻 ページ: 220409-1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Giant modification of the magnetocrystalline anisotropy in transition-metal monolayers by an external electric field (2009)
  • 著者名/発表者名: Kohji Nakamura, Riki Shimabukuro, Yuji Fujiwara, Toru Akiyama, Tomonori Ito, A. J. Freeman
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 102巻 ページ: 187201-1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of spin-orbit coupling in spin-spiral structures in Fe monolayer on W(110): A first-principles noncollinear magnetism study (2009)
  • 著者名/発表者名: Kohji Nakamura, Toru Akiyama, Tomonori Ito, A. J. Freeman
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 巻: 105巻 ページ: 07C304-1-3
  • 査読あり
• [学会発表] 遷移金属表面界面の電気磁気効果と結晶磁気異方性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中村浩次
  • 学会等名: 日本物理学会201年秋季大会
  • 発表場所: 富山市
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] Structural and magnetic stability at Cr_2O_3(0001) surfaces under external electric field (2010)
  • 著者名/発表者名: Yuta Kato, Kohji Nakamura, Toru Akiyama, Tomonori Ito
  • 学会等名: International Conference of Asian Union of Magnetic Societies
  • 発表場所: Jeju, Korea
  • 年月日: 2010-12-08
• [学会発表] Electric field-driven magnetocrystalline anisotropyswitching of surface Fe monolayer on MgO (2010)
  • 著者名/発表者名: Kohji Nakamura, Toru Akiyama, Tomonori Ito, M. Weinert, A. J. Freeman
  • 学会等名: 55th Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials
  • 発表場所: Atlanta、USA
  • 年月日: 2010-11-16
• [学会発表] Electric field-induced change in magnetocrystalline anisotropy in ferromagnetic transition-metal thin films (2009)
  • 著者名/発表者名: Kohji Nakamura, Toru Akiyama, Tomonori Ito, A. J. Freeman
  • 学会等名: International Conference on Magnetism
  • 発表場所: Karlsruhe、Germany
  • 年月日: 2009-07-30
• [学会発表] Role of spin-orbit coupling in spin-spiral structures in Fe monolayer on W(110): A first-principles noncollinear magnetism study (2008)
  • 著者名/発表者名: Kohji Nakamura, Toru Akiyama, Tomonori Ito, A. J. Freeman
  • 学会等名: 53rd Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials
  • 発表場所: Austin、USA
  • 年月日: 2008-11-12