物質創製研究部

磁性材料学研究部門

Koki TAKANASHI

教授高梨 弘毅

  • 准教授 関 剛斎
  • 助教 窪田 崇秀
  • 助教 伊藤 啓太

人工ナノ構造制御によるスピントロニクス材料の創製

磁性材料をナノ構造化すると、スピンに基づく磁気特性と電子の輸送特性が密接に関係し合うようになり、磁気的信号によって電気的信号を制御する、あるいは逆に電気的信号によって磁気的信号を制御することが可能に なります。このことを利用した新しいエレクトロニクスがスピントロニクスです。本部門では、スピントロニク スに役立つ材料の創製と物理現象に関する基礎研究を行っています。特に機能性に富んだ規則合金材料に着目し、さまざまな磁性規則合金を用いたナノ積層構造や複合的な素子構造を作製し、新しい磁気特性や磁気伝導特 性の探索と解明に取り組んでいます。これまでに、高磁気異方性L10-FePt を用いた素子における巨大なスピンホール効果の発見やスピン波アシスト磁化反転の実証、ハーフメタルホイスラー合金を用いた巨大磁気抵抗効果 の増大や高効率スピントルク発振の実現などの成果を得ました。

スピントロニクス、ナノ磁性、規則合金
スピン波アシスト磁化反転の実験および計算結果

スピン波アシスト磁化反転の実験および計算結果。FePt とパーマロイ(Py) の積層構造においてスピン波を励起することで、スイッチング磁場(Hsw) を低減することに成功した。

ハーフメタルホイスラー合金(Co2Fe0.4Mn0.6Si)を用いた高出力巨大磁気抵抗素子(a, b) デバイスの透過電子顕微鏡像。(c) 室温における磁気抵抗曲線。

ハーフメタルホイスラー合金(Co2Fe0.4Mn0.6Si)を用いた高出力巨大磁気抵抗素子(a, b) デバイスの透過電子顕微鏡像。(c) 室温における磁気抵抗曲線。

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