非磁性金属元素導入によるFe/MgOの磁気異方性とその電圧変調性能の向上

2021 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20K15158
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分29010:応用物性関連
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 坂本 祥哉 東京大学, 物性研究所, 助教 (50868114)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: スピントロニクス / 磁気異方性 / 磁気異方性制御 / 放射光分光 / 磁性体

研究成果の概要

本研究では、Fe/MgOをベースとした薄膜の磁気異方性とその電圧変調効率を、非磁性金属を導入することで向上させることを目的とした。まず、ベースとなるFe/MgOの界面における電子の振る舞いを放射光を用いた分光実験などにより調べ、Fe/MgOの磁気異方性の起源に関する新たな知見を得た。次に、FeにVやAlを導入ししホールや電子を導入することで、フェルミ面の位置や電子構造を変調し、VでFeにホールをドープした場合にのみ磁気異方性の電圧変調効率の増強が見られることを明らかにした。

自由記述の分野

スピントロニクス 、物性物理学

研究成果の学術的意義や社会的意義

Fe/MgOをベースとした薄膜は、次世代磁気メモリにおいて最も重要な要素であり、FeとMgOの界面が生み出す磁気異方性とその電圧変調効率を向上することが課題となっている。本研究成果は、Fe/MgOにおける磁気異方性の起源に関する新しい知見を与えただけでなく、従来までの重元素を導入する以外の方法で性能向上が可能であることを示した点で意義があり、今後の研究の展開が期待される。