電気的な磁化操作に関する研究

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21681021
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: マイクロ・ナノデバイス
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 千葉 大地 京都大学, 化学研究所, 准教授 (10505241)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: スピンデバイス / 磁化制御 / 磁気メモリ / 磁気異方性 / 電界効果

研究概要

磁石の磁力や磁極の向きを電気的に操ることを目的とし、研究を進めてきた。磁石と半導体の性質を併せ持つ材料において、電界を加えることで磁石の性質を失う温度を変えたり、磁極の向きをスイッチすることに成功した。また、電界による効果のメカニズムに深く迫ることができた。金属の磁石であるコバルトにおいても、磁力のオン・オフを電界で引き起こすことに世界で初めて成功した。同現象は室温で観測でき、応用上重要なステップとなった。

研究成果

• [雑誌論文] Electrical control of Curie temperature in cobalt using an ionic liquid film (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Shimamura, D. Chiba, S. Ono, S. Fukami, N. Ishiwata, M. Kawaguchi, K. Kobayashi, and T. Ono
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 100 ページ: 122402(1)-(3)
  • DOI: DOI:10.1063/1.3695160.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrical control of the ferromagnetic phase transition in cobalt at room temperature (2011)
  • 著者名/発表者名: D. Chiba, S. Fukami, K. Shimamura, N. Ishiwata, K. Kobayashi, T. Ono
  • 雑誌名: Nature Materials 巻: 10 ページ: 853-586
  • DOI: DOI:10.1038/NMAT3130.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrically defined ferromagnetic nanodots (2010)
  • 著者名/発表者名: D. Chiba, F. Matsukura, and H. Ohno
  • 雑誌名: Nano Letters 巻: 10 ページ: 4505-4508
  • DOI: DOI:10.1021/nl102379h.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simulation of magnetization switching by electric-field manipulation of magnetic anisotropy (2010)
  • 著者名/発表者名: D. Chiba, Y. Nakatani, F. Matsukura, and H. Ohno
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 96 ページ: 192506(1)-(3)
  • DOI: DOI:10.1063/1.3428959
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anomalous Hall Effect in Field-Effect Structures of(Ga, Mn) As (2010)
  • 著者名/発表者名: D. Chiba, A. Werpachowska, M. Endo, Y. Nishitani, F. Matsukura, T. Dietl, and H. Ohno
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 104 ページ: 106601(1)-(4)
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevLett.104.106601.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Curie temperature versus hole concentration in field-effect structures of Ga1-xMnxAs (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Nishitani, D. Chiba, M. Endo, M. Sawicki, F. Matsukura, T. Dietl, and H. Ohno
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 81 ページ: 045208(1)-(8)
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevB.81.045208.
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Endo, D. Chiba, H. Shimotani, F. Matsukura, Y. Iwasa, and H. Ohno
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 96 ページ: 022515(1)-(3)
  • DOI: DOI:10.1063/1.3277146.
  • 査読あり
• [学会発表] Electric field control of ferromagnetism in III-V ferromagnetic semiconductor structures (2011)
  • 著者名/発表者名: D. Chiba, K. Kobayashi, T. Ono, F. Matsukura, H. Ohno
  • 学会等名: Moscow International Symposium on Magnetism
  • 発表場所: モスクワ・ロシア
  • 年月日: 2011-08-23
• [学会発表] Modulation of coercivity by electric fields in Co/Pt ultra-thin films (2011)
  • 著者名/発表者名: D. Chiba, S. Fukami, K. Shimamura, N. Ishiwata, K. Kobayashi, T. Ono
  • 学会等名: 5th International Workshop on Spin Currents
  • 発表場所: 仙台国際センター
  • 年月日: 2011-07-25
• [学会発表] Magnetization switching and nano-dot formation by electric field in(Ga, Mn) As structure (2010)
  • 著者名/発表者名: D. Chiba, K. Kobayashi, T. Ono, F. Matsukura, and H. Ohno
  • 学会等名: Super-PIRE/Reimei/MWN Joint Kickoff Meeting
  • 発表場所: ノックスビル・米国
  • 年月日: 2010-10-30
• [学会発表] Electric-field manipulation of magnetic anisotropy in(Ga, Mn) As (2009)
  • 著者名/発表者名: D. Chiba, M. Sawicki, Y. Nishitani, Y. Nakatani, T. Ono, F. Matsukura, and H. Ohno
  • 学会等名: Advances in Magnetic Nanostructures
  • 発表場所: ヴェイル・米国
  • 年月日: 2009-10-08
• [学会発表] Electric-field manipulation of magnetization vector in(Ga, Mn) As (2009)
  • 著者名/発表者名: D. Chiba, M. Sawicki, Y. Nishitani, Y. Nakatani, T. Ono, F. Matsukura, and H. Ohno
  • 学会等名: The 18th International Conference on Electronic Properties of Two-Dimensional Systems
  • 発表場所: 神戸国際会議場
  • 年月日: 2009-07-21
• [学会発表] Electric field manipulation of magnetic anisotropy in ferromagnetic semiconductors (2009)
  • 著者名/発表者名: D. Chiba, M. Sawicki, Y. Nishitani, Y. Nakatani, T. Ono, F. Matsukura, and H. Ohno
  • 学会等名: International Magnetics Conference
  • 発表場所: サクラメント・米国
  • 年月日: 2009-05-05
• [備考] 報道関連情報(1) 2011年10月3日,京都新聞朝刊22面,"永久磁石の磁力完全オフ"
• [備考] (2) 2011年10月3日,朝日新聞朝刊34面,"薄い磁石に電圧磁力消えた"
• [備考] (3) 2011年10月3日,日本経済新聞朝刊11面,"室温で磁力ゼロに"
• [備考] (4) 2011年10月3日,毎日新聞朝刊21面,"室温で磁性をオン・オフ"
• [備考] (5) 2011年10月3日,中日新聞朝刊32面,"コバルトに電圧金属の磁性消す"
• [産業財産権] 電圧駆動型電磁石 (2011)
  • 発明者名: 千葉大地、小野輝男
  • 権利者名: 千葉大地、小野輝男
  • 出願年月日: 2011-09-09
  • 外国