2015 Fiscal Year Annual Research Report
トンネルスピンゼーベック効果を用いた熱誘起ME効果材料の創製
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26600100
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
横田 壮司 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10402645)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | ゼーベックスピントンネル / 電気磁気効果 / エピタキシャル成長 / マグネトロンスパッタリング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
電界（磁界）によって磁界（電界）を誘起することが出来る電気磁気効果(ＭＥ効果)を薄膜結晶成長技術によって増幅させた巨大人工ME効果物質Cr2O3 /Cr2O3±x/LiNbO3/Cr2O3±x/Cr2O3積層膜(CR-LN)をゼーベックスピントンネル(SST)効果を用いてそのME特性を制御することを本研究の目的として、次のの項目を明らかにした。１）CR-LN膜において熱を用いた発電現象の解明
マグネトロンスパッタリング法において通常磁場の影響により観察不可能なＲＨＥＥＤ振動挙動を可能な装置を開発し、その振動から厳密に膜厚を制御したエピタキシャルCR-LN膜を作製した。その中でLiNbO3膜厚のみを5, 7.5 10, 12.5, 15 nmと変化させた。温度差を試料の上下に印加した際、膜厚の増加に伴い生じる電圧が増加することを確認した。その電圧は、膜厚12.5 nmで最大となり以降減少することを確認した。トンネル効果が生じにくくなるためであると考えている。２）印加磁場に対する熱誘起起電力の挙動
CR-LN膜に温度差を印加した際に発生した電圧は、外部からの磁場印加により減少することを明らかにした。このことから電位差は、スピン差によって生じていることが示唆された。３）トンネル材料の影響
トンネル材料として用いているLiNbO3は強誘電体であるため、熱による焦電効果の可能性があるため、トンネル材料をAl2O3に変えて同測定を行った。その結果、LiNbO3と比較して発生電圧が小さくなったものの１）２）の結果同様に膜厚に比例して電圧の増減が確認され、磁場に対して減少する事を確認した。
以上の結果から、CR-LNにおける熱による電圧の発生は、トンネル効果、スピン、強誘電体の分極により生じていると結論付けた。このことから、効果は極めて小さいものの、SSTによりそのME効果を制御することが可能であることを示した。
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