反強磁性ワイルセミメタル薄膜のスピン物性と機能性に関する研究

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本年度は、反強磁性ワイルセミメタルMn3Snと重金属Ptのヘテロ接合における電流応答に関して研究を行った。ノンコリニアスピン構造またはカイラルスピン構造を有するMn3Snはスピン軌道トルクを用いることで効率的に磁気秩序が制御でき、新たな機能性が表れると報告されている。しかし、その磁気構造を代表する磁気秩序パラメーターであるオクタポールがスピン軌道トルクによってどのようなメカニズムで働き方をするのかは明らかになっていない。本研究では、昨年度で最適化したM面配向のMn3Sn薄膜を用い、重金属Ptからスピンを注入することよりオクタポールの応答を調べた。その結果、オクタポールは従来のコリニア磁性体の磁気秩序とは異なる働き方をすることを発見し、そのメカニズムを明らかにした。また、ノンコリニア反強磁性体においてひずみによって誘起される磁気異方性やスピン軌道トルク効率などを定量的に評価し、ノンコリニア反強磁性体を用いたスピンデバイスへの基盤を構築した。本研究は6ヶ月間にかけて行われたアメリカ合衆国にあるマサチューセッツ工科大学との共同研究であり、学術誌への発表を進めている。また、本研究内容で国際学会にて招待講演も予定している。その他、共著者として寄与した研究を含め、2件の学術誌投稿、3回の国内学会発表、6回の国外学会発表を行い、1件の受賞があった。