単原子層積層制御による複合機能型磁性規則合金の創製

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22246087
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 構造・機能材料
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 高梨 弘毅 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (00187981)
• 研究分担者: 白井 正文 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (70221306)
• 連携研究者: 桜庭 裕弥 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (10451618) ; 水口 将輝 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (50397759)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: スピンエレクトロニクス / 構造・機能材料 / MBE / エピタキシャル / 超格子

研究概要

規則合金と呼ばれる物質群はさまざまな優れた磁気機能性を示し、次世代のエレクトロニクス材料としてきわめて有望である。磁気ストレージ技術の観点からも、複合機能を有する規則合金の創製が望まれている。そこで、本研究では単原子層積層技術を用いて、高い磁気異方性、高いスピン分極、低い磁気緩和定数といった様々な機能を兼ね備えた新しい規則合金の創製を目指した。その結果、L1_0型FePt合金/Co_2MnSi積層膜、L1_0型CoPt合金/Co_2MnSi積層膜やL1_0型FeNi規則合金薄膜の作製に成功し、その諸特性を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Origin of strong magnetic anisotropy in L1_0-FeNi probed by angular-dependent magnetic circular dichroism (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Kotsugi, M. Mizuguchi, S. Sekiya, M. Mizumaki, T. Kojima, T. Nakamura, H. Osawa, K. Kodama, T. Ohtsuki, T. Ohkochi, K. Takanashi, Y. Watanabe
  • 雑誌名: Journal of Magnetism and Magnetic Materials 巻: 326 ページ: 235-239
  • 査読あり
• [雑誌論文] The origin of perpendicular magneto-crystalline anisotropy in L1_0-FeNi under tetragonal distortion (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Miura, S. Ozaki, Y. Kuwahara, M. Tsujikawa, K. Abe, and M. Shirai
  • 雑誌名: Journal of Physics: Condensed Matter 巻: 25 ページ: 106005-1-9
  • DOI: doi:10.1088/0953-8984/25/10/106005.
  • 査読あり
• [雑誌論文] High power radio frequency oscillation by spin transfer torque in a Co_2MnSi layer: Experiment and macrospinsimulation (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Seki, Y. Sakuraba, R. Okura and K. Takanashi
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 巻: 113 ページ: 033907-1-6
  • DOI: doi:10.1063/1.4776719.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic Anisotropy and Chemical Order of Artificially Synthesized L1_0-Ordered FeNi Films on Au-Cu-Ni Buffer Layers (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Kojima, M. Mizuguchi, T. Koganezawa, K. Osaka, M. Kotsugi and K. Takanashi
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 51 ページ: 010204-1-3
  • DOI: doi:10.1143/JJAP.51.010204.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Extensive study of giant magnetoresistance properties in half-emtallic Co_2(Fe,Mn)Si-based devices (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Sakuraba, M. Ueda, Y. Miura, K. Sato, S. Bosu, K. Saito, M. Shirai, T. J. Konno and K. Takanashi
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 101 ページ: 252408-1-4
  • DOI: doi:10.1063/1.4772546.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anisotropic magnetoresistance in Co2(Fe,Mn)Si Heusler epitaxial films: A fingerprint of half-metallicity (2012)
  • 著者名/発表者名: F. J. Yang, Y. Sakuraba, S. Kokado, Y. Kota, A. Sakuma and K. Takanashi
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 86 ページ: 020409-1-4
  • DOI: doi:10.1103/PhysRevB.86.020409.
  • 査読あり
• [雑誌論文] L1_0-ordered FeNi film grown on Cu-Ni binary buffer layer (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Kojima, M. Mizuguchi and K. Takanashi
  • 雑誌名: Journal of Physics Conference Series 巻: 266 ページ: 012119-1-5
  • DOI: doi:10.1088/1742-6596/266/1/012119.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Artificial Fabrication and Order Pa rameter Estimation of L1_0-ordered FeNi T hin Film Grown on a AuNi Buffer Layer (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Mizuguchi, T. Kojima, M. Kotsugi, T. Koganezawa, K. Osaka and K. Takanashi
  • 雑誌名: Journal of Magnetic Society of Japan 巻: 35 ページ: 370-373
  • DOI: doi:10.3379/msjm ag.1106R008.
  • 査読あり
• [雑誌論文] 貴金属フリー高磁気異方性材料L1_0型Fe Ni規則合金の作製と評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 水口将輝、小嶋隆幸、高梨弘毅、小嗣真人、白井正文
  • 雑誌名: 日本金属学会会報(まてりあ) 巻: 50 ページ: 389-392
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of perpendicularly magnetized magnetic tunnel junctions with L1_0-CoPt/Co_2MnSi hybrid electrode (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Hiratsuka, G. Kim, Y. Sakuraba, T. Kubota,K. Kodama, N. Inami, H. Naganuma, M. Oogane, T. Nakamura, K. Takanashi and Y. Ando
  • 雑誌名: J. Appl. Phys 巻: 107 ページ: 09C714-1-3
  • DOI: doi:10.1063/1.3358239.
  • 査読あり
• [学会発表] Systematic investigation of MR properties in CPP-GMR devices using Co_2Fe_xMn_<1-x>Si electrodes (2013)
  • 著者名/発表者名: 植田正輝、桜庭裕弥、高梨弘毅
  • 学会等名: 2013年第60回応用物理学会春期学術講演会(講演奨励賞記念講演)
  • 発表場所: 厚木(日本)
  • 年月日: 2013-03-30
• [学会発表] Noble metal-free large magnetic anisotropy ferromagnet "L1_0-ordered FeNi" (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Mizuguchi, T. Kojima, M. Ogiwara, T. Y. Tashiro and K. Takanashi
  • 学会等名: 12th Joint MMM/Intermag conference (invited)
  • 発表場所: Chicago (USA)
  • 年月日: 2013-01-17
• [学会発表] Giant magneto-crystalline anisotropy in hexagonal FeNi alloys: A first-principles study (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Ozaki, M. Tsujikawa, Y. Miura, K. Abe, and M. Shirai
  • 学会等名: 12th Joint MMM/Intermag conference
  • 発表場所: Chicago (USA)
  • 年月日: 2013-01-16
• [学会発表] Synthesis of Magnetically Anisotropic Materials without Noble Metals (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Mizuguchi, T. Kojima and K. Takanashi
  • 学会等名: The 1st International Conference on Emerging Advanced Nanomaterials (ICEAN 2012) (invited)
  • 発表場所: Melbourne (Australia)
  • 年月日: 2012-10-24
• [学会発表] Progress of half-metallic Heusler compounds-based spin-dependent transport devices and future (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Sakuraba
  • 学会等名: International Conference of the Asian Union of Magnetics Societies (ICAUMS 2012) (invited)
  • 発表場所: Nara (Japan)
  • 年月日: 2012-10-05
• [学会発表] Fabrication of L10-ordered FeNi thin films and their magnetic anisotropy (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Mizuguchi, T. Kojima, M. Ogiwara and K. Takanashi
  • 学会等名: International Conference of the Asian Union of Magnetics Societies (ICAUMS 2012) (invited)
  • 発表場所: Nara (Japan)
  • 年月日: 2012-10-03
• [学会発表] Magnetic anisotropy and structural properties for L1_0-FeNi films and Fe/Ni multilayers (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Kojima, M. Ogiwara, M. Mizuguchi, M. Kotsugi, T. Koganezawa, T. Ohtsuki, K. Takanashi
  • 学会等名: InternationalConference of the Asian Union of Magnetics Societies (ICAUMS 2012)
  • 発表場所: Nara (Japan)
  • 年月日: 2012-10-03
• [学会発表] L10-ordered alloy as a material for spintronics (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Takanashi
  • 学会等名: 2012 Annual Conference of Taiwan Association for Magnetic Technology (invited)
  • 発表場所: Kaohsiung (Taiwan)
  • 年月日: 2012-06-28
• [学会発表] L1_0-ordered alloy as a spintronic materials (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Takanashi and T. Seki
  • 学会等名: 3rd International Conference on Superconductivity and magnetism (ICSM2012) (invited)
  • 発表場所: Istanbul(Turkey)
  • 年月日: 2012-05-01
• [学会発表] L10-OrderedAlloy as a Material for Spintronics (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Takanashi and T. Seki
  • 学会等名: 2012 MRS Spring Meeting & Exhibit (invited)
  • 発表場所: San Francisco (USA)
  • 年月日: 2012-04-12
• [学会発表] 高磁気異方性を有するL1_0-FeNi薄膜の創製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小嶋隆幸、水口将輝、高梨弘毅
  • 学会等名: 第45回ナノマグネティックス専門研究会(日本磁気学会)(招待講演)
  • 発表場所: 東京(日本)
  • 年月日: 2012-03-02
• [学会発表] L1_0型FeNi薄膜の創製とその特性評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 水口将輝、小嶋隆幸、高梨弘毅
  • 学会等名: 第35回磁気学会学術講演会(招待講演)
  • 発表場所: 新潟(日本)
  • 年月日: 2011-09-27
• [学会発表] 単原子交互積層法によるL1_0-FeNi薄膜の作製と磁気異方性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 水口将輝、小嶋隆幸、高梨弘毅
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会(招待講演)
  • 発表場所: 富山(日本)
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] L1_0型FeNi合金薄膜の作製と垂直磁気異方性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小嶋隆幸、荻原美沙子、水口将輝、高梨弘毅
  • 学会等名: 第41回スピンエレクトロニクス専門研究会(日本磁気学会)(招待講演)
  • 発表場所: 仙台(日本)
  • 年月日: 2011-08-22