研究課題
本研究の目的は、電気的に磁石の性質を操ることでその光学応答を制御し、全く新しい原理で動作する光スイッチ素子への展開を目指すことである。特に、電界を加えて相転移を引き起こすことで、ファラデー効果を誘起もしくは消失できることを証明する。平成26年度にはまず、ガラス基板上にてコバルトの膜厚を変えながら製膜を行い、相転移温度が室温付近にあるような条件を見出した。その条件において、前年度に構築したファラデー効果測定系を用いて、コバルト超薄膜の強磁性相転移制御の観測を試みた。当初は固体の酸化ハフニウムをゲート絶縁膜として利用したが、思いのほか変化量が小さいため、明確な相転移を確認することができなかった。そこで、キャパシタンスが大きく、キャリア濃度を大きく変調できることが期待されるイオン液体を用いる方針に転換した。イオン液体を染み込ませたポリマーフィルムをコバルト薄膜上に接着させて電界を印加し、ファラデー効果の測定を行った。その結果、室温において磁性の明瞭な変化が観測された。これにより、電界によるファラデー効果のスイッチングを観測することができたと考えており、本研究の目的はほぼ達成されたといえる。スイッチングの起源は強磁性⇔常磁性の相転移によるものである可能性が高いと考えているが、磁化容易軸の垂直⇔面内の変化によるものである可能性もあるため、得られた実験結果の解釈については今後も注意深く検討していく必要がある。さらに、イオン液体を用いる場合に懸念される化学反応の影響を抑えるために、真空チャンバー内での実験も検討している。また、鉄やニッケルなど他の強磁性体を用いた研究も行う予定である。
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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