| 研究課題/領域番号 |
20K05296
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
窪田 崇秀 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (00580341)
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| 研究分担者 |
小田 洋平 福島工業高等専門学校, 一般教科, 准教授 (80751875)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | スピントロニクス / スピン軌道相互作用 / スピン軌道トルク / 垂直磁化 / ハーフメタル / ホイスラー合金 |
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| 研究実績の概要 |
本課題では、これまでの研究において広く研究されてきたフルホイスラー合金と比較して結晶格子の対称性が低い逆ホイスラー合金を研究対象とする。逆ホイスラー合金においては、対称性の低下に伴う空間反転対称性の破れによる磁気誘導型のスピン軌道トルクの発現等、スピン軌道相互作用に依存した伝導現象に興味がもたれる。
逆ホイスラー合金における結晶格子のひずみとスピン軌道相互作用に依存した伝導現象（異方性磁気抵抗、異常ホール効果、スピン軌道トルク）との関係を明らかにすることを目指し、2020年度は、実験における伝導現象測定に適した薄膜試料作製条件の最適化と、格子ひずみと磁気異方性の関係性の理論検討を行った。
試料作製では、Mn2CoGa薄膜をMgO(100)、SrTiO3(100)、MgAl2O4(100)の各単結晶基板上に膜厚、成膜時加熱温度をパラメータとして成膜し、その結晶構造と磁気特性を明らかにした。その結果、MgO基板とSrTiO3基板を用いることで、系統的に格子ひずみと磁気異方性を制御できることを見出した。また、いくつかの試料において異常ホール効果の測定を行った。
理論検討においては、第一原理的手法により電子状態を計算し、磁化および一軸結晶磁気異方性の定量的検討を行った。その結果、実験結果と理論計算結果が整合することを確認し、結晶磁気異方性のひずみ依存性が電子論的に解釈可能なことを見出した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
実験、理論いずれについても当初の計画通りに進捗し系統的な結果を得ることが出来ている。また、学会発表により成果を公表し、論文の執筆も進んでいるため。おおむね順調に進展していると判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
2021年度は、実験では前年度までに作製した試料の伝導評価に注力する。また、年度後半には材料組成依存性の検討のための試料作製に着手する。理論では、伝導計算の検討を進める。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
新型コロナウイルス感染拡大の影響で旅費の支出が当初予定を下回った。次年度使用額分を利用して、より高性能な計測機器の購入又は、基板等材料費への支出を増やすことでより実験における試料作製数を増やす等系統性を向上することに利用する。
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