Joint research on control of information carrier magnetic quasiparticles

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磁気準粒子スキルミオンの3大メリットである「微細化・高速転送・定電流駆動」を並立するため、独自の二重ヘテロ界面を導入した新しい積層構造において、磁性薄膜の磁気特性とスキルミオン生成の必要条件を系統的に明らかにする。本年度は、スキルミオン生成に必要なジャロシンスキ守屋相互作用と、高速転送・定電流駆動を得るためのスピン軌道トルク効率の高い積層体見出し、これの磁気特性の把握を行った。ジャロシンスキ守屋相互作用は空間非対称性のある時に得られるため、Coの上下が非対称であるPt/Co/Tb積層膜、更に対称性を増すべくタングステン（W）を追加したPt/Co/Tb/W積層膜を作成した。これらのスピン軌道トルクを測定したところ、Ｗを挿入することで、スピン軌道トルクを約4倍に増加することが出来た。これは同じ電流を流したときに速度が4倍になることを示す。ジャロシンスキ守屋相互作用とスピン軌道トルクの両立メカニズムを明らかにするため、微視的な磁化について調べた。Tbは単体では室温で磁化を持たないが、Coとの合金ではCoと逆向きに大きな磁気モーメントを持つ。本積層体では、Wの無い場合にTbに磁化が無く、Wの有る場合に磁化が有る事を示唆する巨視的な結果が得られた。より明確にするため、共同研究先であるスペインのCIC nanoGUNEに学生2名と短期滞在し、先方の研究者と共に磁気光学効果に基づく特殊な測定手法Generalized Magneto-Optics Ellipsometry (GME)によって、実際にWの有無でTbの磁化の有無が変わることを検証した。