新奇高温スピントロニクス素子に向けた分子磁石内包ハイブリッド２次元ナノ構造の作製

用于新型高温自旋电子器件的含有分子磁体的混合二维纳米结构的制造

基本信息

批准号：
22KF0237
负责人：
夛田博一
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KF0237/
关键词：
２次元材料スピンクロスオーバー錯体分子磁性

项目摘要

本研究では、２次元材料表面に空孔または結合部位を作成して、そこに異種のナノ物質を結合させ、さらにそこを起点として、反強磁性酸化物/水酸化物のネットワーク状薄膜を成長させる。ネットワークを形成したハイブリッド構造には大きな保磁力とスピンの表面ピン止めが存在するため、これらの材料をナノ磁気デバイスとして用いるための指針を導出する。今年度は、化学合成グラフェン（CSG）やMoS2などの２次元材料の表面構造を条件を変えて作製し、空孔作製条件の最適化を行った。反強磁性層には遷移金属（ニッケル）の酸化物/水酸化物 (NiOOH、Ni(OH)2) 薄膜を用いた。磁性層の厚さを 5 ～ 20 nm に調整し、低温領域での磁化の特性を測定することで、形成された２次元ハイブリッド構造の保磁力が表面ピン層により 5000 ～ 10000 Oe と高いことを明らかにした。100K で磁化メモリー効果を測定し、長期緩和熱残余メモリー効果を確認した。また、鉄トリアゾールを骨格とするスピンクロスオーバー (SCO) 化合物の合成にも着手した。さらにこの分子を、２次元表面上に成長することで、SCO分子のネットワークが構築されることを確認した。スピン状態遷移温度は 382K から 325K にシフトし、40K の大きなメモリーヒステリシスの存在を観測した。電気伝導度の特性計測から、２次元基板の高い電気伝導率が、その上に結合した SCO分子ネットワークのスピン状態遷移の検出に有用であることを見出した。

在这项研究中，空缺或结合位点是在二维材料表面上产生的，那里有异源纳米材料在那里结合，然后从此开始，从此开始，抗毒素氧化物/氢氧化物的网络样薄膜生长。由于网络杂种结构具有较大的胁迫力和自旋表面钉，因此我们得出了将这些材料用作纳米磁性装置的准则。今年，我们在不同条件下制造了二维材料（例如化学合成石墨烯（CSG）和MOS2）的表面结构，并优化了空置生产条件。抗铁磁层是过渡金属（镍）氧化物/氢氧化物（Nioo，Ni（OH）2）的薄膜。通过将磁层的厚度调节到5-20 nm并测量低温区域的磁化特性，可以发现由于地面钉层而导致的二维杂交结构的强制性从5,000到10,000 OE。在100K处测量了磁化记忆效应，并确认了长期放松热残留记忆效应。我们还开始与铁三唑作为骨架的自旋交叉（SCO）化合物合成。此外，已经证实，通过在二维表面上种植该分子，构建了SCO分子网络。自旋状态过渡温度从382K转移到325K，观察到40K的大记忆滞后。从测量电导率特性，可以发现二维底物的高电导率可用于检测其耦合的SCO分子网络中的自旋状态过渡。