高効率スピン流-電流・熱流変換を実現する新規ホイスラー合金材料の研究

实现高效自旋流-电流/热流转换的新型霍斯勒合金材料研究

• 批准号: 21H01608
• 负责人: 桜庭 裕弥
• 金额: $ 11.32万
• 依托单位: National Institute for Materials Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01608/
• 关键词: ホイスラー合金; スピン流; スピン軌道トルク; スピンホール効果; スピンネルンスト効果; スピントロニクス; トポロジカル材料; スピン流生成; 熱電

超高真空スパッタ装置により、大きな異常ホール効果を持つことで知られるCo2MnGaのエピタキシャル薄膜を作製した。MgO基板をフラッシングにて清浄化させた後、室温成膜し、その後、ポストアニールをを行った。　膜厚は10~30nmまで変化させた。膜厚の大きな試料ほど高いL21規則度が得られ、30nmの試料においては、バルク単結晶に匹敵する大きな異常ホール伝導率を示した。第二高調波によるスピン軌道トルクの評価を行った結果、従来報告を超える大きなスピン軌道トルク効率を観測した。一方、大きなスピンホール効果を示しうる新規ホイスラー材料として、非磁性が最安定であるか、もしくは磁気転移温度の低く室温では非磁性である物質に注目し、重元素を含んだ新規なホイスラー合金の候補材料についてスピンホール伝導率の第一原理計算を進めた。その結果、いくつかの材料でPt等を超えるスピンホール伝導率を選られることがわかった。

Ultra high vacuum ス パ ッ タ device に よ り, big き な abnormal ホ ー ル unseen fruit を hold つ こ と で know ら れ る Co2MnGa の エ ピ タ キ シ ャ ル film を cropping し た. After the MgO substrate is cleaned させた by をフラッシ グにて グにて グにて, it forms a film at room temperature, followed by そ and をを をを をを をを をを をを をを をを をを をを をを をを をを った. The film thickness まで varies from 10 to 30nm させた. Large film thickness の き な sample ほ ど high い L21 が rules degrees have ら れ, 30 nm の sample に お い て は, バ ル ク 単 crystallization に match す る big き な abnormal ホ ー ル 伝 conductivity を shown し た. The second wave of high-profile に よ る ス ピ ン orbit ト ル ク の review 価 を line っ た results, 従 to report を え る big き な ス ピ ン orbit ト ル ク sharper rate を 観 measuring し た. One party, the big き な ス ピ ン ホ ー ル unseen fruit を shown し う る new rules ホ イ ス ラ ー material と し て, non-magnetic が most stable で あ る か, も し く は magnetic 気 planning moving low temperature の く room-temperature で は non-magnetic で あ を る material に attention し, heavy elements containing ん だ new rules な ホ イ ス ラ ー alloy の alternate material に つ い て ス ピ ン ホ ー ル 伝 conductivity の first principles calculation を into め た . そ の results, い く つ か の material で Pt を super え る ス ピ ン ホ ー ル 伝 conductivity を choose ら れ る こ と が わ か っ た.

项目成果

ヨーデボリ大学(スウェーデン)

约德堡大学（瑞典）