高機能スピン制御材料の創製
【研究分野】応用物性・結晶工学
【研究キーワード】
新機能材料 / ハーフメタル / スピントロニクス / 反強磁性体 / スピン分極率 / アンドレーエフ反射
【研究成果の概要】
本研究では、高スピン偏極特性、かつ低(ゼロ)磁気モーメント性を併せ持つ、高機能なスピン制御材料を創製、及び新規なデバイス機能を探求することを目的とした。
(1)ハーフメタルの低磁気モーメント化:Fe系ホイスラー合金Fe_2(Cr_<1-x>M_x)Si(M=Ti,V)系バルク試料の実験により、Fe系ホイスラー合金は、従来に比較して1/2以下の低磁気モーメント性を持ち、擾乱耐性に優れたハーフメタルであることが明らかになった。
(2)反強磁性ホイスラー合金の歪み効果:格子整合MgAl_2O_4基板を用い、Fe_2VSiのエピタキシャル薄膜歪みを精密制御により、反強磁性ネール温度T_Nの大幅(50%)なエンハンスを見出した。
(3)反強磁性体のハーフメタル化:二重ペロブスカイトSrLaVMoO_6において、反強磁性状態と有限のスピン分極が共存することを初めて実証した。また、SrLaVMoO_6エピタキシャル薄膜の特性評価から、光電子分光によりハーフメタル電子構造の実験的証拠を得た。
(4)ナノヘテロ構造を用いた検討:ナノヘテロ構造における界面ハーフメタル性の直接的検証方法として超伝導NbN接合法を開発した。この手法を、電気伝導スピン分極率P_σがハーフメタルと予測されているFe_4Nに適用して、精密定量化を実証した。
【研究代表者】