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2022 年度 実績報告書

ワイル点を有する強磁性体における電流誘起磁壁移動

研究課題

研究課題/領域番号 20H02598
研究機関北海道大学

研究代表者

山ノ内 路彦  北海道大学, 情報科学研究院, 准教授 (40590899)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード電流誘起磁壁移動
研究実績の概要

本研究では、ワイル点を有する強磁性体においてワイル点が電流誘起磁壁移動に与える効果を明らかにすることを目的としている。前年度は、フェルミ準位近傍にワイル点を有する強磁性体SrRuO3において、ワイル点近傍のワイル電子に起因したトポロジカルホールトルクによって、高効率な電流誘起磁壁移動が誘起されていることを明らかにした。今年度は、SrRuO3以外のワイル点をもつ強磁性体においてワイル電子が電流誘起磁壁移動に与える影響を明らかにするため、ワイル点をもつと考えられているホイスラー合金Co2MnGaに着目して電流誘起磁壁移動を調べた。まず、SrRuO3と同様に膜面垂直方向の磁気異方性を誘起するため、重金属PdとCo2MnGaを積層させてCo2MnGaに界面磁気異方性を誘起することによりCo2MnGa垂直磁化膜を作製した。そして、そのPd/Co2MnGa積層構造を磁壁移動素子に加工して無磁場下での電流による磁壁移動を調べた。その結果、磁壁は電流と逆方向に移動することを明らかにした。続いて、この電流誘起磁壁移動の機構を明らかにするため、SrRuO3と同様に電流が磁壁に作用する有効磁場を調べた。その結果、電流は磁壁に対して膜面垂直方向の有効磁場として作用することがわかった。また、この有効磁場は電流方向の膜面内方向磁場で変化し、この変化はCo2MnGaに隣接するPd中におけるスピンホール効果に起因したスピン軌道トルク、およびCo2MnGa中におけるトポロジカルホールトルクで定性的に説明できることがわかった。

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。

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。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Deterministic field-free switching of perpendicular magnetization by spin?orbit torques originating from in-plane magnetized Co<sub>2</sub>MnAl2023

    • 著者名/発表者名
      Morita Daimu、Hara Takuya、Yamanouchi Michihiko、Uemura Tetsuya
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 13 ページ: 015037~015037

    • DOI

      10.1063/9.0000484

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Spin-Orbit Torque in Structures With Magnetization-Compensated MnGa/Co<sub>2</sub>MnSi Bilayer2022

    • 著者名/発表者名
      Hara Takuya、Jono Kohey、Yamanouchi Michihiko、Uemura Tetsuya
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Magnetics

      巻: 58 ページ: 1~4

    • DOI

      10.1109/TMAG.2021.3139899

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of off-stoichiometric composition on half-metallic character of Co<sub>2</sub>Fe(Ga,Ge) investigated using saturation magnetization and giant magnetoresistance effect2022

    • 著者名/発表者名
      Chikaso Yuki、Inoue Masaki、Tanimoto Tessei、Kikuchi Keita、Yamanouchi Michihiko、Uemura Tetsuya、Inubushi Kazuumi、Nakada Katsuyuki、Shinya Hikari、Shirai Masafumi
    • 雑誌名

      Journal of Physics D: Applied Physics

      巻: 55 ページ: 345003~345003

    • DOI

      10.1088/1361-6463/ac73c1

    • 査読あり
  • [学会発表] Pd/Co2MnGa垂直磁化膜における電流誘起磁壁移動2023

    • 著者名/発表者名
      小山貴也,西岡優輝,植村哲也,山ノ内路彦
    • 学会等名
      第58回応用物理学会北海道支部学術講演会
  • [学会発表] Current-induced domain wall motion in a perpendicularly magnetized Co2MnGa/Pd2023

    • 著者名/発表者名
      Takaya Koyama, Yuki Nishioka, Tetsuya Uemura, and Michihiko Yamanouchi
    • 学会等名
      第70回応用物理学会 春季学術講演会
  • [学会発表] Observation of topological Hall torque in the ferromagnetic oxide SrRuO32022

    • 著者名/発表者名
      Michihiko Yamanouchi
    • 学会等名
      The 23rd RIES-Hokudai International Symposium
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 磁化反転に応用可能な新原理トルクを世界で初めて実証~磁気メモリの大幅な省電力化が期待

    • URL

      https://www.hokudai.ac.jp/news/2022/04/post-1024.html

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公開日: 2023-12-25  

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