2014 Fiscal Year Annual Research Report
電気磁気効果を用いたナノスケール金属およびナノ粒子集合体の磁気秩序制御
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24310093
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
佐藤 徹哉 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (20162448)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
牧 英之 慶應義塾大学, 理工学部, 准教授 (10339715)
藤原 忍 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (60276417)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 電気磁気効果 / 磁性秩序制御 / 磁気異方性制御 / 超薄膜 / 量子井戸 / 位相散乱シフト / 強磁性微粒子集合体 / 磁気相互作用制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
交換増大した常磁性金属Pdをチタン酸ストロンチウム(STO)基板上に堆積した(100)超薄膜が、膜厚に依存して振動的にNiよりも大きな磁化を持つ強磁性を発現することを明確に確認し、この挙動を量子井戸状態の形成に起因してフェルミエネルギーにおける状態密度が周期的に変動するとの描像を基に定量的に説明した。一方、磁化が極大を示す膜厚は理論計算と比較して２原子層程度シフトし、強磁性磁化の大きさは計算値より大きい。この相違の起源を検討した結果、STO基板の構造相転移に伴うPd/STO界面変調によるPd薄膜の磁性変化を観測することで、振動ピークのシフトは界面における散乱位相シフトにより説明できることを明らかにした。また、放射光を用いたPd(100)超薄膜の厳密な構造評価から面直方向に2.3%の巨大な格子膨張が存在することを見出し、この格子膨張がPdの強磁性発現に有利に働き、Pd薄膜の磁化増大を引き起こすとの知見を得た。さらに電気磁気効果によるPdの磁性操作を目指した。フェルミエネルギーのシフトを目的に膜表面への自己組織化単分子膜の堆積と電気二重層を用いた電場印加を行い、電荷移動に伴って強磁性が発現する膜厚がシフトするなどの挙動が見出され、量子井戸を基にしたPd薄膜の強磁性発現機構を支持する知見を得た。また基板との界面における散乱位相シフト変化の誘導を目的に、NbドープSTO基板とPd薄膜を用いたショットキー構造を作製し、電圧印加で界面のエネルギー障壁を変化させ、散乱位相シフトを変調させる系を構築した。
強磁性微粒子集合体中に働く磁気相互作用の電気的変調を用いた磁性制御を目指した。FeとMgOグラニュラー膜（Fe:Mg = 57:43）は室温では超常磁性を示すが、ホール効果測定では超強磁性的挙動を示した。これは、電流に伴ってFe粒子間にトンネル交換相互作用が働くことに起因すると考えられ、電気的に微粒子集合体の磁気秩序の変調が実現できたものと考えられる
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| Research Progress Status |
26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 |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(9 results)
