| 研究課題/領域番号 |
25706007
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
白土 優 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70379121)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | Cr2O3 / 電気磁気効果 / 垂直交換磁気異方性 / 薄膜 / スピントロニクス / 磁性 |
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| 研究実績の概要 |
研究代表者らが見出した膜面垂直方向の交換磁気異方性と垂直磁気異方性の共存が可能なPt/Co/Cr2O3/Pt薄膜に対して、電界による交換磁気異方性の制御を主な目的として研究を行った。平成26年度は、Cr2O3層に電界印加可能なマイクロドットならびにHall素子形状に、細加工法によって加工した試料に対して、電界による交換磁気違異方性の反転に関する研究を中心に研究を行った。主な成果として、Cr2O3層の電気磁気効果に立脚して、電界による交換磁気異方性の方位反転を達成した。この成果は、これまで鉱物（バルク）のみで観測されてきた効果を全薄膜素子に対して達成したことを意味しており、デバイス応用上意義が大きい。また、達成された交換磁気異方性の方位反転は、温度履歴をともなう電気磁気冷却による反転に加えて、温度を一定として電圧トリガーによる等温反転においても観測された。交換磁気異方性反転のメカニズムの解明に向けて、等温反転条件の温度依存性とパルス電圧を用いた交換磁気異方性の方位反転のダイナミクスに関する研究も行った結果、交換磁気異方性の方位反転が電圧によって誘起された磁化の磁場下での振る舞いによって説明することが出来ることを見出した。これらの結果は、国際会議で招待講演を行うと共に、Applied Physics Lettersに掲載決定している。今後は、交換磁気異方性反転の可逆的な効果を検証すると共に，交換磁気異方性反転の低エネルギー化に向けた研究も合わせて推進する。
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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
本課題の主眼である全薄膜素子に対する交換磁気異方性の電界反転を達成した。特に、電気磁気冷却による交換磁気異方性反転に加えて、電界トリガーによる交換磁気異方性の等温反転、交換磁気異方性反転に必要なエネルギーの閾値とその温度依存性、また、パルス電圧による反転も達成した。
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| 今後の研究の推進方策 |
交換磁気異方性の等温反転条件の定式化と低エネルギー化を目指して、交換磁気異方性の可逆的反転素子の開発を進める。具体的には、作製した同一素子に対する電気磁気効果係数の定量評価、交換磁気異方性の可逆反転時のエネルギー積の温度依存性をベースとして、交換磁気異方性の極性反転の微視的起源である反強磁性スピン反転条件の定量的指標を明らかにする。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
交換磁気異方性のパルス電圧発生のために、パルス電圧発生器の購入を予定していたが、当初予想よりも高額であったため、自作装置により対応した。この結果、性能は既成品よりも劣るが、今年度の実験の範囲では支障のないスペックの装置を作製出来たため、若干の余裕が出来たため。
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| 次年度使用額の使用計画 |
平成27年度は、当初予定のパルス電圧発生器を導入して、より高精度な研究を進める。
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