2015 Fiscal Year Research-status Report
垂直磁気異方性を有する磁気トンネル接合膜の磁気スイッチングに寄与する電子状態
| Project/Area Number |
15K05978
|
|---|
| Research Institution | Gunma University |
|---|
Principal Investigator |
櫻井 浩 群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (80251122)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | スピントロニクス / 磁気スイッチング / 軌道磁気モーメント / スピン磁気モーメント |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は垂直磁気異方性を有するCoFeB/MgOなど磁気トンネル接合膜の磁気スイッチングに寄与する電子状態（磁気スイッチングに寄与する波動関数の対称性）を明らかにすることである。具体的には
①磁気スイッチングにおけるスピン磁気モーメントと軌道磁気モーメント寄与の解明
②スピン磁気モーメント・軌道磁気モーメントの磁気スイッチングとそれに寄与する波動関数の対称性との関連の解明
③スピン磁気モーメント・軌道磁気モーメントの磁気スイッチングと磁気光学効果の関連
について研究を行う。
平成27年度は熱処理を行い固体エピタキシーによってアモルファス層のCoFeB層を結晶成長制御したCoFeB(002)/MgO(002)多層膜試料とCoFeB単層のアモルファス試料を作製した。それらの試料について磁気コンプトンプロファイルを測定し、スピン選択磁化曲線（SSMH磁化曲線）と軌道選択磁化曲線（OSMH磁化曲線）の磁気スイッチングの挙動の違いを検討した。全磁化曲線の測定では、CoFeB単層のアモルファス試料、結晶成長制御したCoFeB(002)/MgO(002)多層膜試料いずれも面内容易軸をを有する磁化曲線であった。また、SSMH磁化曲線はCoFeB単層のアモルファス試料、結晶成長制御したCoFeB(002)/MgO(002)多層膜試料いずれににおいても面内容易軸を示し、飽和磁化に対応する磁場で磁気飽和していた。これは形状磁気異方性を反映している。一方、OSMH磁化曲線はについては、CoFeB単層のアモルファス試料についてはSSMH磁化曲線と同様であったが、結晶成長制御したCoFeB(002)/MgO(002)多層膜試料ではSSMH磁化曲線と異なり垂直磁気異方性を示した。これらは、磁気スイッチングが軌道磁気モーメントに支配されている可能性を示唆する。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
熱処理をしたCoFeB/MgO磁気トンネル接合膜とアモルファスCoFeB単層膜を作製し、スピン選択磁化曲線（SSMH)と軌道選択磁化曲線（OSMH)を測定した。熱処理をしたCoFeB/MgO磁気トンネル接合膜ではSSMHとOSMHでは挙動が異なり、OSMHが垂直磁化的ふるまいをすることがわかった。これらの結果から、磁気スイッチングにおけるスピン磁気モーメントと軌道磁気モーメント寄与の解明が達成された。以上から概ね順調に進んでいると判断した。
|
| Strategy for Future Research Activity |
今後はスピン磁気モーメント・軌道磁気モーメントの磁気スイッチングとそれに寄与する波動関数の対称性との関連の解明解明するため、測定した磁気コンプトンプロファイルを磁気量子数|m|=0,1,2に分解し、磁気量子数選択的SSMHを求める。それらの結果をSSMH、OSMHと比較し、磁気スイッチングとそれに寄与する波動関数の対称性との関連を解明する。さらに、熱処理条件の違いによる磁気異方性エネルギーの異なる試料を作製し、比較する。
|
| Causes of Carryover |
ほぼ計画通り使用したが、消耗品等の価格変動のため1514円程度の残金が生じた。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
残金が少額であるので、寒剤等の消耗品として使用する予定である。
|
-
-
[Journal Article] Non-destructive measurement of in-operando lithium concentration in batteries via x-ray Compton scattering2016
Author(s)
K. Suzuki, B. Barbiellini, Y. Orikasa, S. Kaprzyk, M. Itou, K. Yamamoto, Yung Jui Wang, H. Hafiz, Y. Uchimoto, A. Bansil, Y. Sakurai, and H. Sakurai
-
Journal Title
J. Appl. Phys.
Volume: 119
Pages: 025103 1-6
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
-
-
-
-
-
-
[Presentation] Electrode and Electrochemical Reactions Observed by Compton Scattering Spectroscopy2016
Author(s)
Kosuke Suzuki,Bernardo Ballbierini, Yuki Orikasa, Taiki Ishikawa, Ayahito Suzuki, Ryota Yamada, Hiroshi Sakurai, Stanishaw Kaprzyk,Masayoshi Ito, Kentarou Yamamoto, Yung Jui Wang, Hasnain Hafiz, Yoshiharu Uchimoto, Arun Bansil, and Yoshiharu Sakurai
Organizer
EMN(Energy, Material and Nanotechnology) Meeting on Batteries 2016
Place of Presentation
Florida, USA
Year and Date
2016-02-21 – 2016-02-25
Int'l Joint Research / Invited
-
-
-
-
-
-
-
[Presentation] Non-Destructive Measurement of in-operando Lithium Concentration in Batteries via X-ray Compton Scattering2015
Author(s)
K. Suzuki, B. Barbiellini, Y. Orikasa, S. Kaprzyk, M. Itou, K. Yamamoto, Yung Jui Wang, H. Hafiz, Y. Uchimoto, A. Bansil, Y. Sakurai, and H. Sakurai
Organizer
IXS2015; The 9th International Conference on Inelastic X-ray Scattering
Place of Presentation
Hsinchu, Taiwan
Year and Date
2015-11-22 – 2015-11-26
Int'l Joint Research
-
-
-
-
-
-
-
-
-
[Presentation] Redox orbital with Lithium intercalation in LixMn2O4 and LixCoO22015
Author(s)
H. Sakurai, K. Suzuki, B. Barbiellini, Y. Orikasa, N. Go, S. Kaprzyk, M. Itou, K. Yamamoto, Y. Uchimoto, Yung Jui Wang, H. Hafiz, A. Bansil, and Y. Sakurai
Organizer
SAGAMORE XVIII Conference on Charge, Spin and Momentum Densities
Place of Presentation
Sardinia, Italy
Year and Date
2015-06-07 – 2015-06-12
Int'l Joint Research / Invited
-
[Presentation] Extracting the Redox Orbitals in Li Battery Materials with High-Resolution X-Ray Compton Scattering Spectroscopy2015
Author(s)
2015 MRS Spring Meeting & Exhibit
Organizer
K. Suzuki, B. Barbiellini, Y. Orikasa, N. Go, H. Sakurai, S. Kaprzyk, M. Itou, K. Yamamoto, Y. Uchimoto, Yung Jui Wang, H. Hafiz, A. Bansil and Y. Sakurai
Place of Presentation
San Francisco, California, USA
Year and Date
2015-04-06 – 2015-04-10
Int'l Joint Research
-
-
-
-
-
