界面スピン軌道結合の微視的解明と巨大垂直磁気異方性機能の創出

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研究内容を一層充実させた基盤研究(S)に採択されたため、本研究課題は廃止となり、実質研究期間は２ヶ月となった。そのため、予備的な成果を得るにとどまったが、研究は基盤研究(S)に引き継がれている。２ヶ月間の主な成果としては、以下の通りである。(1) 磁性金属/非磁性体界面におけるRashbaスピン軌道相互作用による垂直磁気異方性発現の可能性を検討した。現実に作製可能なAu(111)を利用した界面において有意な垂直磁気異方性が期待できることが示唆された。(2) Ta/NiFe/Pt積層膜の界面磁性と垂直磁気異方性について、実験的評価を行った。いわゆるデッドレイヤーモデルを用いることで実験結果が説明されたが、それがユニークな解釈ではないことも示された。なお、本研究課題開始時の目的と実施計画の概略は以下の通りである。目的：磁性体ヘテロ構造界面のスピン軌道結合の基礎的理解は十分でないため、界面原子層制御された試料の創製と巨視的磁性評価、磁気分光による微視的磁性評価、相対論的第一原理計算等により、その解明を狙う。実施計画：Fe基合金やホイスラー合金などの強磁性体、および、MgOやMgAl2O4などの酸化物を用いた高品位界面を創製し、その特性評価を行う。磁気分光については、まずXMCDから着手し、元素分解した軌道モーメントの面内・面直成分を明らかにする。加えて、実験と直接比較可能な第一原理計算を行う。