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近年のスピントロニクス分野において、漏れ磁場がなく超高密度記憶素子の実現が可能な反強磁性体材料が注目を集めている(反強磁性スピントロニクス)。本研究では、反強磁性スピントロニクスに力学機能を初めて追加し、反強磁性スピンメカトロニクスを開拓する。具体的には、スピン角運動量の流れであるスピン流によって反強磁性体の変形を引き起こす、あるいはその逆効果として、反強磁性体の変形によりスピン流輸送を変調することを目指す。提案する動作原理は圧磁気効果（ピエゾ磁気効果）に基づき、低対称の反強磁性体におけるスピン蓄積と歪みの相関応答を利用する。この動作原理は、従来の強磁性体におけるスピンメカトロニクス機能の原理であるスピン角運動量の格子系への緩和とは全く異なり、物質開発により巨大化が狙える。古い歴史をもつが研究例の少ない圧磁気効果を最先端のスピントロニクス技術を用いて研究することで、圧磁気効果に関する基礎研究の発展も期待できる。
今年度は室温圧磁気効果物質α-Fe2O3を用いて、一軸歪みによるスピン応答の制御研究を行った。例えば、一軸歪みにより圧磁気効果で誘起された磁化をカー効果顕微鏡を用いて観測することを試みた。さらに、α-Fe2O3にPt薄膜を接合した系で代表的なスピン流応答であるスピンホール磁気抵抗効果を一軸歪みにより制御する実験を行った。歪みにより有意な変化が見られており、成果として発表するために実験結果の解析を進めている。
以上の実験研究を通して、反強磁性体を用いたスピンメカニクス実験のノウハウが蓄積され問題点も見えてきた。得られたノウハウを活かした新研究プロジェクトも立ち上がりつつあり、今後の研究発展が期待される。
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