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2014 年度 実績報告書

垂直磁化強磁性体/半導体界面制御による新規磁化反転機構の創出

研究課題

研究課題/領域番号 25600011
研究機関東北大学

研究代表者

好田 誠  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00420000)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
キーワードスピントロニクス / 強磁性金属
研究実績の概要

本研究の目的は、強磁性金属/非磁性金属(絶縁体)界面に生じる新たなスピントルクを活用し、強磁性体の超高速・省電力磁化反転技術に必要な物理を理解することにある。具体的には、電子スピンに対し有効的に磁場として働くスピン軌道相互作用が、異種材料界面で増大することに着目し、この有効磁場による新規スピントルクの計測を行う。極薄膜を用いて界面有効磁場の精密制御を行うとともに界面有効磁場のゲート電圧制御を確立し、新規スピントルクを生み出す界面スピン軌道相互作用の電気的制御とその定量評価手法を構築する。
本年度は、昨年度に行ったPt/Co/Pt構造におけるスピン軌道相互作用に起因する有効磁場の評価の結果をまとめて論文化した。また、Pt/Co/Pt構造のみならず、Pt/Co/AlO構造におけるスピン軌道相互作用に起因した有効磁場の強さのCoとPt膜厚依存性を系統的に評価し、これらの有効磁場の制御性に関してより深く理解を深めた。具体的には、有効磁場には横方向磁場と縦方向磁場が存在し、それぞれRashba効果およびSpin Hall効果と類似している。Co膜厚を0.6nmから0.9nmまで変化させると、これら2種類の効果が大きく変化した。これは膜厚を厚くすることでCo膜とPt膜に流れる電流の分流比が変化することで説明できることが明らかとなった。このことから相対的な膜厚をどのように構成するかが2種類の有効磁場の強さを制御するために重要であることが分かった。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Layer thickness dependence of spin orbit torques and fields in Pt/Co/AlO trilayer structures2015

    • 著者名/発表者名
      T. Yang, M. Kong, M. Kohda, T. Seki, K. Takanashi and J. Nitta
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 54 ページ: 04DM05-1-7

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.7567/JJAP.54.04DM05

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Platinum thickness dependence and annealing effect of the spin-Seebeck voltage in platinum/yttrium ion garnet structures2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Saiga, K. Mizunuma, Y. Kono, J.-C. Ryu, H. Ono, M. Kohda, and E. Okuno.
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 7 ページ: 093001-1-4

    • DOI

      DOI: http://dx.doi.org/10.7567/APEX.7.093001

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Direct determination of spin-orbit interaction coefficients and realization of the persistent spin helix symmetry2014

    • 著者名/発表者名
      A. Sasaki, S. Nonaka, Y. Kunihashi, M. Kohda, T. Bauernfeind, T. Dollinger, K. Richter, and J. Nitta
    • 雑誌名

      Nature Nanotechnology

      巻: 13 ページ: 703 - 709

    • DOI

      DOI: 10.1038/NNANO.2014.128

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Giant enhancement of spin detection sensitivity in (Ga,Mn)As/GaAs Esaki diodes2014

    • 著者名/発表者名
      J. Shiogai, M. Ciorga, M. Utz, D. Schuh, M. Kohda, D. Bougeard, T. Nojima, J. Nitta, and D. Weiss
    • 雑誌名

      Physical Review B Rapid Communication

      巻: 89 ページ: 081307-1-5

    • DOI

      DOI: 10.1103/PhysRevB.89.081307

    • 査読あり
  • [備考]

    • URL

      http://www.material.tohoku.ac.jp/~kotaib/top.html

URL: 

公開日: 2016-06-01  

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