| 研究課題/領域番号 |
25287086
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| 研究機関 | 名古屋工業大学 |
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研究代表者 |
壬生 攻 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40222327)
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| 研究分担者 |
三井 隆也 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, その他部局等, 研究員 (20354988)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 磁性 / 薄膜 / 積層膜 / 界面 / メスバウアー分光 / 核共鳴散乱 / 放射光 / スピントロニクス |
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| 研究実績の概要 |
ここ数年急速に発展しつつある放射光核共鳴散乱法（放射光メスバウアー分光法）と大学実験室レベルで実施可能な密封放射性同位体線源を用いたメスバウアー分光法を併用した，磁性積層膜の埋もれた界面の物性や機能に関するいくつかの研究課題（サブテーマ）について，第 4 年度目の研究を推進した。
伝導電子が 100％ スピン分極した「ハーフメタル」の候補物質である L2_1_ 型ホイスラー合金の積層膜に関しては，特に Ag との積層界面に対し，構造・磁性の熱処理による変化と磁気抵抗効果の関連に重点をおいた研究を継続した。一方，スピントロニクスの要素物質として重要性を増している反強磁性超薄膜の磁気異方性や磁気相転移の同定のため放射光メスバウアー分光法の利用が有用であることを示し，重金属元素をドープしたヘマタイト薄膜が室温付近の実用温度領域で応用上重要な垂直磁気モーメントを持つためのドープ濃度や膜厚の条件，さらにそれらに対する界面効果・歪み効果の役割が詳細に調べられた。強磁性／フェリ磁性接合界面の構造・磁性などその他のサブテーマに関しても，引き続き実験とデータの詳細な解析が進められた。以上の成果は，随時国内外の学会にて発表されている。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初計画された研究ターゲットのうち，L2_1_ 型ホイスラー合金系積層膜，L1_0_ 型規則合金薄膜，磁性／フェリ磁性積層膜界面に対する研究が順調に進んでいる。また，反強磁性超薄膜の磁気異方性の評価や磁気相転移の同定に放射光メスバウアー分光法がきわめて有効であることが示され，反強磁性ヘマタイト薄膜の室温垂直磁気モーメント化の条件探査が進められている。スピンホール効果に起因する非平衡電子スピン分極の検出実験や電圧印加によるヘマタイトの磁気異方性の制御実験に関しては，現時点では明確に効果を示す実験データが得られるには至っていないが，その挑戦的な試みは，国際会議の招待講演などにおいても高く評価されている。測定法の高度化の面では，これまで困難であった薄膜試料に対する円偏光利用測定や高温での測定に大きな進展がみられる。これまで 4 年間で 5 本の学術論文が査読付き国際学術誌に採択・公表されており，現在 3 本の論文を投稿準備中である。最終年度の研究でさらなる発展が期待される。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成 28 年度までに引き続き，(1) L2_1_ 型結晶構造をもつホイスラー合金薄膜の界面の制御・同定と電子スピン伝導特性との相関探査，(2) L1_0_ 型結晶構造をもつ規則合金薄膜の界面の制御・同定と垂直磁気異方性との相関探査，(3) 強磁性／反強磁性接合界面および強磁性／フェリ磁性接合界面を利用した積層膜の磁性制御のサブテーマを推進し，放射光核共鳴散乱法やメスバウアー分光法のこれらのテーマに対する有効性を示していく。一方，発展著しいスピントロニクス・磁気記録の分野の新たなニーズとして生じたサブテーマである，反強磁性超薄膜の局所磁性の同定にも積極的に取り組んでいく。また，これまで明確な実験データが得られるに至っていない (4) 非磁性 3d および 4d 金属を対象とした界面効果による強磁性発現に向けた実験，(5) 非磁性金属への通電時のスピンホール効果の結果生じる非平衡電子スピン分極の検出実験も継続して挑戦していく。これらの物性研究と並行して，放射光核共鳴散乱法を用いた薄膜試料測定の効率的化のための放射光ビームラインにおける測定レイアウトの改良と最適化を推進し，測定時間の短縮や S/N 比の向上を進めていく。個々のサブテーマに関する成果を随時とりまとめ，学会発表および論文発表を進めて行く。
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| 備考 |
壬生研究室 研究紹介
http://mibulab.web.nitech.ac.jp/
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