【研究分野】応用物性

【研究領域課題番号】15H02012 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

スピントロニクス / スピン流 / スピンゼーベック効果 / スピンペルチェ効果 / マグノン / フォノン / 異常エッチングスハウゼン効果 / ロックインサーモグラフィ / 磁性材料 / スピンエレクトロニクス / 磁性 / 誘電体物性 / 熱工学

【研究成果の概要】

スピントロニクスとフォノニクスの融合により、熱スピン変換の高性能化・自在制御に資する物理と材料技術を開拓した。主な研究対象は、熱流からスピン流を生成するスピンゼーベック効果と、その逆効果であるスピンペルチェ効果である。スピンゼーベック効果の系統的な測定により、ナノ構造化によるマグノン・フォノン伝搬の独立制御、及び磁気弾性結合を介した熱的スピン流生成を実現した。さらにロックインサーモグラフィ法に基づく熱スピン効果のイメージング計測技術を確立し、スピン流に空間的に局在した温度変化が伴うことを見出した。これらの成果は、フォノニクスを取り込んだ次世代スピントロニクスの基盤となることが期待される。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【配分額】42,770千円 (直接経費: 32,900千円、間接経費: 9,870千円)

【研究分野】電子・電気材料工学

【研究領域課題番号】26289086 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

電子材料 / 結晶成長 / 磁性材料 / 電子デバイス / スピントロニクス / スピンエレクトロニクス / 電子・電気材料 / 電子デバイス・機器 / 表面・界面物性

【研究成果の概要】

スピン自由度を利用したスピン電界効果型トランジスタの特性を最大限に発揮するための要素技術として、ハーフメタル特性をもつニッケルフェライト、コバルトフェライトに着目して、これらの薄膜の作製法を確立すると共に超薄膜における物性を明らかとした。　１つの研究項目として、シリコン基板上に良好な特性をもつニッケルフェライト薄膜を作製して、良好な物性とSiOxを形成しない作製条件を見出した。また、コバルトフェライトの磁気特性と構造との相関関係を明らかとして、デバイスに必要な特性を有する膜厚条件を見出した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31

【配分額】16,640千円 (直接経費: 12,800千円、間接経費: 3,840千円)

【研究分野】応用物性・結晶工学

【研究領域課題番号】22760015 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

スピントロニクス / 磁壁移動 / スピントルク / スピン流 / 磁性材料 / 磁化ダイナミクス / 熱流

【研究成果の概要】

本研究では、基板上の温度勾配や強磁性細線中に励起したスピン波を利用して、電流で駆動した磁壁の閾値電流密度を下げる基盤技術の構築を行った。ジュール加熱を利用して、基板上に温度勾配を形成する手法を確立した。強磁性細線中の伝播スピン波の評価を行い、表面モードの励起・検出に成功した。また、連続する2つのパルスを用い、スピン波の干渉を利用して伝搬スピン波の増幅に成功した。マイクロ波磁場を印加し、強磁性共鳴を利用して磁壁の核形成磁場を低減する手法を確立した。磁場で駆動した磁壁の移動速度は今のところ、スピン波を印加しても変化しなかった。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2010 - 2011

【配分額】4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)

【研究分野】構造・機能材料

【研究領域課題番号】22246091 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

磁性材料 / スピントロニクス / ハーフメタル / ホイスラー合金 / スピン分極率 / CPP-GMR / 巨大磁気抵抗

【研究成果の概要】

高いスピン分極を示す強磁性材料の探索を点接触アンドレーフ反射法(PCAR)によるスピン分極率の直接測定により行った。Co2Fe(Z,Z')系ならびにCo2Mn(Z,Z')系４元系ホイスラー合金を中心に探索し、伝導電子分極率PPCAR>0.7 でスクリーニングされた材料で良質の薄膜を作製し、薄膜の熱処理に伴うB2, L21規則化とスピン分極率の相関を調査し、新材料のスピントロニクス応用という観点からの適合性を検討した。新規探索されたホイスラー合金と種々のスペーサー層を用いて面直電流巨大磁気抵抗素子(CPP-GMR)を試作し、磁気抵抗出力の大幅な向上に成功し、再生ヘッド応用の可能性を検討した。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2010-04-01 - 2014-03-31

【配分額】49,920千円 (直接経費: 38,400千円、間接経費: 11,520千円)