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

反铁磁Weyl半金属薄膜的自旋特性和功能研究

• 批准号: 22KJ0203
• 负责人: YOON JU YOUNG
• 金额: $ 1.98万
• 依托单位: Tohoku 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-22KJ0203/
• 关键词: スピントロニクス; 反強磁性体; スピン軌道トルク; オクタポール; ノンコリニア; 異常ホール効果

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。

This year, antiferromagnetism, Mn3Sn and Pt were studied. The structure of the structure. The magnetic structure of the magnetic field is represented by the magnetic field sequence. In this study, we optimized the application of Mn3Sn thin films with M-plane alignment, and adjusted the response of Pt thin films with M-plane alignment. The result is that the magnetic order of the magnetic material is different from that of the magnetic material. The magnetic anisotropy of the antiferromagnetic material is quantitatively evaluated. This study is a joint research project of the United States of America and the United States of America. The contents of this study are scheduled for presentation by the International Society. There are 2 academic journal contributions, 3 reports from domestic societies, 6 reports from foreign societies, and 1 award.

项目成果

Observation of non-collinear antiferromagentic domain structure in epitaxial Mn3Sn thin films

外延Mn3Sn薄膜中非共线反铁磁磁畴结构的观察

• 发表时间: 2021
• 作者: T. Uchimura;J.-Y. Yoon;Y. Sato;Y. Takeuchi;S. Kanai;R. Takechi;K. Kishi;Y. Yamane;S. DuttaGupta;J. Ieda;H. Ohno;and S. Fukami
• 通讯作者: and S. Fukami

Spin-orbit torque efficiency in non-collinear antiferromagnet Mn3Sn /heavy metal heterostructures

非共线反铁磁体 Mn3Sn/重金属异质结构中的自旋轨道扭矩效率

• 发表时间: 2021
• 作者: K. Kishi;Y. Takeuchi;Y. Yamane;J.-Y. Yoon;R. Takechi;B. Jinnai;S. Kanai;J. Ieda;H. Ohno;and S. Fukami
• 通讯作者: and S. Fukami

Domain imaging of an antiferromagnetic Weyl semimetal Mn3Sn thin films by magneto-optical Kerr effect

利用磁光克尔效应对反铁磁 Weyl 半金属 Mn3Sn 薄膜进行磁域成像

• 发表时间: 2022
• 作者: T. Uchimura;J.-Y. Yoon;Y. Sato;Y. Takeuchi;S. Kanai;R. Takechi;K. Kishi;Y. Yaman;S. DuttaGupta;J. Ieda;H. Ohno;and S. Fukami
• 通讯作者: and S. Fukami

Properties and Functionalities of Non-Collinear Antiferromagnetic Mn3+x Sn1-x Thin Films

非共线反铁磁 Mn3 x Sn1-x 薄膜的性质和功能

• 发表时间: 2021
• 作者: J.-Y. Yoon;Y. Takeuchi;Y. Yamane;R. Itoh;S. DuttaGupta;B. Jinnai;S. Kanai;J. Ieda;H. Ohno;S. Fukami
• 通讯作者: S. Fukami

Size dependence of thermal stability factor in non-collinear antiferromagnetic Mn3Sn nanodot

非共线反铁磁Mn3Sn纳米点热稳定因子的尺寸依赖性

• 发表时间: 2022
• 作者: Y. Sato;Y. Takeuchi;Y. Yamane;J.-Y. Yoon;S. Kanai;J. Ieda;H. Ohno;S. Fukami
• 通讯作者: S. Fukami