電圧印加による複合膜界面における磁気層間結合の制御手法の確立

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本年度は、導電性と垂直磁気異方性の両方を有するNiCo2O4(NCO)の電気伝導特性の調査と、導電性スピネル上への垂直磁気異方性を有するコバルトフェライト(CFO)の作製を中心に研究を行った。前者については前年度の研究において、NCOが低温で円錐磁気異方性へと転移していることを実験的に発見し、その起源について明らかにした。これらの結果をまとめた学術論文を1編の学術論文として本年度投稿した。導電性を示す物質では、円錐磁気異方性の報告はほとんど例がないため、今年度は円錐磁気異方性に基づいた伝導現象について詳細に調べた。その結果、NCOは共線的な強磁性体では見られない特異な振る舞いを示しており、円錐磁気異方性により非共線的なスピン構造が実現していることが明らかとなった。それだけでなく、非共線的なスピン構造は磁場により制御できることも明らかにした。現象論的な考察により、実現している磁気構造は反強磁性的な構造と強磁性的な構造を組み合わせた構造であることが分かった。本来、反強磁性的な構造のみでは電気的な応答を示さないが、強磁性構造と結合することで電気的な応答として観測できるようになっていることが示唆された。そこで、この現象を説明する簡単なモデルを提案した。これらの結果学術論文として投稿中である。後者については、導電性スピネルのCoV2O4上にNiOを緩衝層として挿入することで垂直磁気異方性を有するCFOを作製することに成功した。これにより、磁気層間結合が発現する系に電圧を印加することが可能となった。磁気層間結合の電圧変調については今後の研究の発展が期待される。