| 研究概要 |
本研究では主に強磁性半導体を用いて電気的に磁化を操作することを目的としている。大きな目的は、外部磁場を用いずに電界(ゲート絶縁膜を介した電圧印加)のみで磁化をスイッチすることである。本年度の具体的な成果は以下のとおりである。まず、外部磁場を用いずに電界のみで磁化をスイッチするための条件をシミュレーションによって明らかにすることで、電界により変化させるべき磁気異方性の大きさを具体的に示すことができた(Applied Physics Letters掲載)。また、ナノサイズの窓の配列を規則的に持つメッシュ状のゲート電極を用いて(Ga,Mn)Asに電界を印加することにより、強磁性ナノドット配列を作成することに成功した(Nano Letters掲載)。これにより均一な磁気特性を持つ薄膜から、電界によって磁気的特性が周期的に異なるナノ構造を発現させる技術が実現した。また、(Ga,Mn)Asにおいては無磁場で電界で磁化がスイッチする挙動も観測することができた。磁化反転は安定準位間のエネルギ障壁を乗り越えて起こるが、本結果はこの障壁高さを電界で制御できている証拠となる結果である。これについては、PASPS-IVにて報告した。得られた無磁場での電界誘起磁化反転は準安定状態から安定状態へ遷移であるため、一度スイッチを起こすと外部磁場のアシスト無しでは元に戻せないという問題も分かり、今後は電界のみによる双方向のスイッチの実現を目指すことになる。とはいえ、昨年度と今年度の成果により、すでに当初の目標の大部分が達成に近づいたと考えている。
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