ナノスケールでは、スピンに基づく磁気的性質が様々な輸送現象と密接に関係し、またマクロスケールの磁石では顕在化しない磁気的性質を積極的に利用できます。磁気的性質と電気的性質を相互に制御する最先端のスピントロニクス研究や、磁気を使った多様なデバイスを取り扱う磁気工学(マグネティクス)において、ナノスケールでの構造制御により高い機能性を持たせた磁性材料が不可欠です。本部門では、薄膜成長と微細加工を駆使したナノ構造化技術を軸とし、マグネティクス・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。これまでに、スピン流と電流を高効率に変換できる材料の創製、人工反強磁性体をベースにしたスピンオービトロニクス素子の実証、金属人工格子の異常ネルンスト効果を利用した高い熱電変換機能の実現、さらには希少元素を用いない高磁気異方性規則合金の合成などの成果を得ました。
物質創製研究部
磁性材料学研究部門
![Takeshi SEKI](media/images/about/divisions-and-centers/research-division/19/SEKI_Takeshi.jpg)
教授関 剛斎
- 助教 伊藤 啓太
- 助教 山崎 匠
ナノ構造制御によるマグネティクス/スピントロニクス材料の創製
スピントロニクス、ナノ磁性、エネルギー変換
![大きなスピンホール効果を示すCu-Ir非平衡合金](media/images/about/divisions-and-centers/research-division/19/img_2024_01.jpg)
大きなスピンホール効果を示すCu-Ir非平衡合金。スピンペルチェ効果イメージングと高調波ホール測定の手法を組み合わせて、スピン流(Js)と電流(Jc)の変換効率を表すスピンホール角(θSH)が最大となる最適組成を決定した。
![ユビキタス元素の鉄と窒素から構成される磁気熱電変換素子](media/images/about/divisions-and-centers/research-division/19/img_2023_02.jpg)
ユビキタス元素の鉄と窒素から構成される磁気熱電変換素子。a. Fe4Nエピタキシャル薄膜の透過電子顕微鏡像および b. その異常ネルンスト効果。