2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of high-speed domain wall memory by electric field control of Rashba effect
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16H04325
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
小峰 啓史 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 准教授 (90361287)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
青野 友祐 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 准教授 (20322662)
原 嘉昭 茨城工業高等専門学校, 国際創造工学科, 教授 (30331979)
長谷川 靖洋 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (60334158)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 界面 / ラシュバ効果 / ビスマス薄膜 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ラシュバ効果が期待できる磁性層/ビスマス積層構造の作製に加え，急峻な界面構造を得るための下地層の作製条件を検討した．下地層としてスパッタ成膜したTa薄膜を検討した．Ta薄膜の構造は，スパッタガス圧，投入電力，膜厚に強く依存し，アモルファス相，bccであるα相，大きな単位胞を持つ正方晶であるβ相の混合した複雑な構造を示した．電気特性を調べたところ，電気抵抗に金属薄膜としては比較的大きなゆらぎが見られた．電気抵抗ゆらぎの周波数依存性を調べたところ，微細構造に起因する1/f^γ型のゆらぎを示すことが明らかとなったことから，積層構造の輸送特性を調べる際，これらの電気抵抗ゆらぎが及ぼす影響に留意する必要があることがわかった．
界面の電界制御として，Bi系合金である磁性トポロジカル絶縁体の輸送特性を検討した．厚み方向への電界印加により，pn接合と類似の電子構造が得られることがわかった．特徴的な電子構造を積極的に利用した熱電変換素子を提案し，電界による輸送特性制御を試みたところ，最適電界印加により，熱電性能が向上することを明らかにした．また，比較的小さな電界によって電子構造および輸送特性の制御が可能であることを示した．本提案によりスピン軌道トルクの電界制御への積極的な展開が期待でき，磁壁移動メモリの高速化につながる可能性を示唆した．今後，スピン軌道トルクの成分や大きさを制御するための界面電子構造を考察する予定である．
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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