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2018 Fiscal Year Annual Research Report

Electronic states for magnetization switching behavior of magnetic tunneling junction with perpendicular magnetic anisotropy

Research Project

Project/Area Number 15K05978
Research InstitutionGunma 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 – 2019-03-31
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 / 磁気コンプトン散乱 / 磁気量子数
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
について研究を行う。
平成27年度では熱処理による固体エピタキシーによって結晶成長制御したCoFeB(002)/MgO(002)多層膜、アモルファス層CoFeB単層膜の比較評価を行った。平成28年度では新たにアモルファスCoFeB/MgO(002)多層膜、結晶化したCoFeB(110)単層膜を作製し、4つの試料を比較してCoFeB/MgO界面の効果、CoFeB層の結晶化の効果を比較することとした。平成29年度はTa/CoFeB/MgO/CoFeB磁気トンネル接合多層膜、Ta/CoFeB多層膜を作製した。これらの試料についてスピン選択磁化(Spin Selective Magnetic Hysteresis:SSMH)曲線、軌道選択磁化(Orbital selective Magnetic Hysteresis: OSMH)曲線を測定した。さらに磁気量子数選択的SSMH曲線を求めた。その結果、CoFeB/MgO界面あるいはCoFeB/Ta界面においてスピン磁気モーメントと軌道磁気モーメントの磁化反転挙動は異なっていた。平成30年度においては、新たにCoFeB/MgO界面における磁気スイッチング挙動の温度変化等を測定した。その結果、軌道磁気モーメントおよび磁気量子数|m|=2の対称性を有する電子軌道が温度変化に敏感であることがわかった。

  • Research Products

    (26 results)

All 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 1 results) Presentation (18 results) (of which Int'l Joint Research: 9 results,  Invited: 2 results) Book (1 results)

  • [Int'l Joint Research] Lappeenranta University of Technology/University of Helsinki(フィンランド)

    • Country Name
      FINLAND
    • Counterpart Institution
      Lappeenranta University of Technology/University of Helsinki
  • [Int'l Joint Research] Northeastern University(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      Northeastern University
  • [Journal Article] Electron Density Measurement Using Multi-Energy X-Rays from a Conventional Laboratory X-Ray Source2019

    • Author(s)
      Nagao Akie、Yamazaki Toshinori、Torikoshi Masami、Sunaguchi Naoki、Kanai Tatsuaki、Hayashi Tamako、Suzuki Kosuke、Hoshi Kazushi、Sakurai Hiroshi
    • Journal Title

      Applied Mechanics and Materials

      Volume: 888 Pages: 83~88

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/AMM.888.83

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Modification of Electronic Structures with Lithium Intercalation in Li<i><sub>x</sub></i>Mn<sub>2</sub>O<sub>4</sub> (<i>x</i> = 0 and 1) Studied by CRYSTAL14 Calculation Code2018

    • Author(s)
      Suzuki Kosuke、Terasaka Ayumu、Abe Tomoya、Sakurai Hiroshi
    • Journal Title

      Key Engineering Materials

      Volume: 790 Pages: 15~19

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/KEM.790.15

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dependency of Charge-Discharge Rate on Lithium Reaction Distributions for a Commercial Lithium Coin Cell Visualized by Compton Scattering Imaging2018

    • Author(s)
      Suzuki Kosuke、Kanai Ryo、Tsuji Naruki、Yamashige Hisao、Orikasa Yuki、Uchimoto Yoshiharu、Sakurai Yoshiharu、Sakurai Hiroshi
    • Journal Title

      Condensed Matter

      Volume: 3 Pages: 27_1-8

    • DOI

      10.20944/preprints201808.0413.v1

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] <i>In</i>-<i>operando</i> Three-Dimensional Measurement of Quantum State in the Practical Devices Using High-energy X-ray Compton Scattering Spectroscopy2018

    • Author(s)
      SUZUKI Kosuke、SAKURAI Hiroshi
    • Journal Title

      Vacuum and Surface Science

      Volume: 61 Pages: 790~796

    • DOI

      10.1380/vss.61.790

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 後方散乱X線を用いた層流予混合火炎の温度分布と化学状態の計測2018

    • Author(s)
      櫻井 浩、河原 伸幸、冨田 栄二、鈴木 宏輔、伊藤 真義、櫻井 吉晴
    • Journal Title

      日本エネルギー学会機関誌えねるみくす

      Volume: 97 Pages: 376~381

    • DOI

      10.20550/jieenermix.97.4_376

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 磁気コンプトン散乱を用いたTb12Co13の磁化過程の研究2019

    • Author(s)
      安居院あかね, 原子秋乃, 拝詞健人, 辻成希, 劉小晰, 馬闖, 櫻井浩
    • Organizer
      日本物理学会第74回年次大会
  • [Presentation] TbCo系垂直磁化膜の磁化反転挙動の温度変化とGdFeCo系垂直磁化膜のゼロ角運動量測定の可能性2019

    • Author(s)
      櫻井浩
    • Organizer
      第8回実用スピントロニクス新分野創成研究会
  • [Presentation] CoFeB/MgOおよびCoFeB/Ta多層膜におけるスピン・軌道選択磁化曲線の温度変化2019

    • Author(s)
      櫻井浩, 拝詞健人, 鈴木宏輔, 星和志, 辻成希, 櫻井吉晴
    • Organizer
      第32回日本放射光学会年会・放射光合同シンポジウム
  • [Presentation] 磁気コンプトンプロファイルによるLixMn2O4の電子構造,2019

    • Author(s)
      鈴木宏輔, H. Hafiz, B. Barbiellini, 折笠有基, S. Kaprzyk, 辻成希, 山本健太郎, 寺阪歩, 星和志, 内本喜晴, 櫻井吉晴, A. Bansil
    • Organizer
      第32回日本放射光学会年会・放射光合同シンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] コンプトン散乱イメージングによる劣化リチウムイオン実電池の非破壊反応分布解析2019

    • Author(s)
      寺阪歩, 鈴木宏輔, 平本大輔, 辻成希, 折笠有基, 内本喜晴, 櫻井吉晴, 櫻井浩
    • Organizer
      第32回日本放射光学会年会・放射光合同シンポジウム
  • [Presentation] コンプトン散乱によるTb12Co88垂直磁化膜の磁化過程の観察2019

    • Author(s)
      安居院あかね、原子秋乃、拝詞健人、鈴木宏輔、櫻井浩、辻成希、馬闖、劉 小晰
    • Organizer
      第32回日本放射光学会年会・放射光合同シンポジウム
  • [Presentation] Electron Density and Effective Atomic Number Quantification by Using Spectral CT System2018

    • Author(s)
      H. Sakurai, K. Hoshi, D. Ono, Y. Kobayashi, A. Nagao, N. Sunaguchi, Y. Harasawa, K. Suzuki and M. Torikoshi
    • Organizer
      5th International Symposium of Gunma Univeristy Medical Innovation and 9th International Conference on Advanced Micro-Device Engineering
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Ferrimagnetic Anomaly in LixMn2O4 Positive Electrode Material Observed by Magnetic Compton Scattering2018

    • Author(s)
      K. Suzuki, H. Hafiz, B. Bernardo, Y. Orikasa, S. Kaprzyk, N. Tsuji, K. Yamamoto, A. Terasaka, K. Hoshi, Y. Uchimoto, Y. Sakurai, A. Bansil and H. Sakurai
    • Organizer
      5th International Symposium of Gunma Univeristy Medical Innovation and 9th International Conference on Advanced Micro-Device Engineering
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of Spectral CT System Using Single CdTe Detector2018

    • Author(s)
      Y. Kobayashi, D. Ono, Y. Harasawa, A. Nagao, N. Sunaguchi, K. Suzuki, K. Hoshi, M. Torikoshi and H. Sakurai
    • Organizer
      5th International Symposium of Gunma Univeristy Medical Innovation and 9th International Conference on Advanced Micro-Device Engineering
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Magnetization Switching Behavior for CoFeB/MgO and CoFeB/Ta Multilayer Filmes2018

    • Author(s)
      K. Haishi, A. Shibayama, M. Adachi, K. Suzuki, M. Yamazoe, K. Hoshi, M. Itou, N. Tsuji, Y. Sakurai and H. Sakurai
    • Organizer
      5th International Symposium of Gunma Univeristy Medical Innovation and 9th International Conference on Advanced Micro-Device Engineering
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Temperature Dependence of the Magnetization Switching Behavior of a Tb12Co88 Amorphous Perpendicular Magnetic Anisotropy Film2018

    • Author(s)
      A. Harako, H. Sakurai, K. Haishi, K. Suzuki, K. Hoshi, X. Liu, C. Ma, N. Tsuji, Y. Sakurai and A. Agui
    • Organizer
      5th International Symposium of Gunma Univeristy Medical Innovation and 9th International Conference on Advanced Micro-Device Engineering
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] X-ray Magnetic Diffraction Experiment of Fe/MgO Multilayer and Its Simulation2018

    • Author(s)
      T. Fukasawa, K. Akutsu, M. Takashima, K. Kato, K. Suzuki, H. Sakurai, M. Ito and K. Hirano
    • Organizer
      5th International Symposium of Gunma Univeristy Medical Innovation and 9th International Conference on Advanced Micro-Device Engineering
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Operando Measurement of Reaction Distribution in Degraded Battery by Using Compton Scattering Imaging2018

    • Author(s)
      A. Terasaka, K. Suzuki, D. Hiramoto, N Tsuji, Y. Orikasa, Y. Uchimoto, Y. Sakurai and H. Sakurai
    • Organizer
      5th International Symposium of Gunma Univeristy Medical Innovation and 9th International Conference on Advanced Micro-Device Engineering
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Electron Density Estimation by Using Newly Developed Photon Counting CT System2018

    • Author(s)
      D. Ono, A. Nagao, N. Sunaguzhi, M. Torikoshi, K. Suzuki and H. Sakurai
    • Organizer
      5th International Symposium of Gunma Univeristy Medical Innovation and 9th International Conference on Advanced Micro-Device Engineering
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] In-operando Quantitation Method of Lithium Concentration in the Batteries based on Momentum Density Distribution2018

    • Author(s)
      K. Suzuki, A. Suzuki, R. Kanai, N. Tsuji, Y. Orikasa, Y. Uchimoto, Y. Sakurai and H. Sakurai
    • Organizer
      18th International Conference on Positron Annihilation (ICPA18)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] コンプトン散乱イメージングによる実用リチウムイオン電池の反応分布解析2018

    • Author(s)
      鈴木宏輔, 金井崚, 寺阪歩, 平本大輔, 辻成希, 折笠有基, 内本喜晴, 櫻井吉晴, 櫻井浩
    • Organizer
      第59回電池討論会
  • [Presentation] Tb12Co88アモルファス垂直磁化膜の磁化反転挙動の温度変化2018

    • Author(s)
      原子秋乃, 櫻井浩, 拝詞健人, 劉小晰, 馬闖, 星和志, 辻成希, 櫻井吉晴, 安居院あかね
    • Organizer
      第42回日本磁気学会学術講演会
  • [Presentation] CoFeB/MgOおよびCoFeB/Ta多層膜における磁化反転挙動の温度変化2018

    • Author(s)
      櫻井浩
    • Organizer
      第7回実用スピントロニクス新分野創成研究会
  • [Book] 放射光利用の手引き2019

    • Author(s)
      東北放射光施設推進会議推進室
    • Total Pages
      344
    • Publisher
      アグネ技術センター
    • ISBN
      9784901496957

URL: 

Published: 2019-12-27  

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