反強磁性・強磁性相転移を利用した反強磁性スピン配列の電界制御と磁気メモリへの応用

2022 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21K14196
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分21050:電気電子材料工学関連
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 宇佐見 喬政 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 特任研究員(常勤) (30880273)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 界面マルチフェロイク構造 / 磁気メモリ / 電界制御

研究成果の概要

磁気記録素子の記録密度向上に向けて、電界による効率的な反強磁性スピン配列技術を実証するために、反強磁性・強磁性相転移材料と圧電材料を組み合わせた界面マルチフェロイク構造による制御手法を着想した。この手法では、圧電歪みを利用して反強磁性状態を強磁性状態に相転移させ、強磁性状態を介してスピン配列の変調を行うため、高効率に強磁性磁化ベクトルを電界により制御することが必要となる。代表者は種々の磁性材料を圧電体上に成長し、界面マルチフェロイク構造を作製することで、磁性層の面方位の選択と磁気異方性を適切な大きさに調整することが、電界による磁化ベクトルの高効率制御に重要であることを見出した。

自由記述の分野

磁気工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

電界により磁性を制御できる界面マルチフェロイク構造は、磁性メモリデバイスなどの低消費電力動作に資する技術と期待されているが、高効率な動作のための設計指針は未確立な部分が多い。本成果は、界面マルチフェロイク構造を利用した強磁性状態の磁化ベクトルの高効率制御を達成するために、磁性層の結晶面方位の選択ならびに磁気異方性の大きさの調整が重要な要素であることを見出しており、界面マルチフェロイク構造を利用したメモリデバイスの設計に資する成果であるといえる。