コンビナトリアル法による水素化磁性人工格子の作製と特性評価

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初年度確立させた、コンビナトリアル法による試料作製法および物性評価法をもとに、様々な強磁性遷移金属/希土類金属(TM/RE)人工格子を作製し、それらの物性に与える水素化効果を調べた。以下に本年度の研究実績概要をまとめる。(1) Fe/Y多層膜型人工格子の層間交換結合Y膜厚が1.2nm以下の場合、(1)Fe層間に180度結合が生じること、(2)水素化により90度結合に変わること、を発見した。これらは水素化による層間交換結合の制御が可能であることを示しており、新しい機能性材料として有望であることを明らかにした。(2) Fe/La多層膜型人工格子の飽和磁化の増大水素化による飽和磁化の増加のメカニズムについて、XMCD実験やバンド計算の研究報告をもとに、定量的な検討を行った。Fe/La界面付近での(1)格子膨張に伴うFeの磁化の増加、(2)反平行成分を持っLaの磁気分極の減少、の2点から説明することに成功した。(3) Fe/La/Fe接合型人工格子の金属半導体転移水素化により金属半導体転移が生じ、5桁の大きな抵抗変化を持っ接合型人工格子の作製に成功した。(4) Fe/Gd多層膜型人工格子の磁化スイッチング水素雰囲気中でのX線回折その場観察を行い、結晶構造変化のプロセスの詳細を明らかにした。また水素化によりFeと反平行に向いたGdの磁化の減少を用いることで、Fe/Gd多層膜全体として大きな磁化スイッチングを生じさせることができることを見出した。