強磁性規則合金の磁性制御と偏極可変スピン源への展開

铁磁有序合金的磁控制及极化可变自旋源的发展

• 批准号: 10J08370
• 负责人: 鈴木 一平
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J08370/
• 关键词: FeRh規則合金; 反強磁性-強磁性転移; 磁気状態制御; 磁性合金薄膜; スピン注入誘起磁気転移

FeRh規則合金の反強磁性一強磁性転移温度が、基板との格子不整合に起因した格子歪によって変調可能であることから、BaTiO_3の構造相転移を利用した格子歪制御によって磁気転移を制御することを試みた。FeRhの磁気転移温度は400K付近でありBaTiO_3の構造相転移温度では反強磁性状態が安定である。そこで3元同時蒸着MBE法を用いてGaを添加し磁気転移温度を下げることで強磁性状態をより安定化させ、磁気状態に格子歪の影響を反映しやすい状態にしたFeRh合金をBaTiO_3基板上に成長し、磁化の温度依存性を測定したところ、特に冷却過程において290K付近及び190K付近に磁化の大きな変化が見られた。これらの温度はBaTiO_3の正方晶から斜方晶、斜方晶から菱面体晶への相転移温度にそれぞれ一致する。特に190K付近では磁化の大きな減少がみられた。この変化前後の温度で磁化の磁場依存性を測定したところ、飽和磁化の値が減少していた。これは、BaTiO_3の斜方晶から菱面体晶への相転移に伴い界面歪変化によってFeRhに強磁性から反強磁性への磁気転移が誘起されたことを示唆している。一方で、290K付近では磁化が増大したが、磁化の磁場依存性においては飽和磁化の値は変化していないことから、BaTiO_3の正方晶から斜方晶への相転移に伴うFeRhの磁気異方性の変化を反映したものと考えられる。以上よりBaTiO_3の構造相転移を制御することでFeRhの磁気状態が制御可能であることを実証することができた。しかしながら、高品質なFeRh規則合金薄膜の作製には高温下での成長が必須であるため、GaAs上へのFeRh合金の成長は困難であり、GaAs/AlGaAs量子井戸を利用したFeRhから半導体へのスピン注入は達成されなかった。

Alloy の FeRh rules against strong magnetic a strong magnetic が planning move temperature, substrate と の grid unconformity に cause し た grid slanting に よ っ て - adjustable may で あ る こ と か ら, BaTiO_3 の tectonic facies planning move を using し た grid slanting suppression に よ っ て magnetic 気 planning move を suppression す る こ と を try み た. FeRh <s:1> magnetic gas 転 shift temperature <e:1> 400K, nearly であ であ batio ₃ <s:1> structural phase 転 shift temperature で <s:1> antistrong magnetic state が stable である. そ こ で 3 yuan を steamed the MBE method with い て Ga を add し magnetic 気 planning move を temperature げ る こ と で strong magnetic state を よ り stabilization さ せ, magnetic に 気 state grid slanting の influence を reflect し や す い state に し た FeRh alloy を BaTiO_3 substrate に し growth, determination of magnetization の temperature dependence を し た と こ ろ, に cooling process に お Youdaoplaceholder0 て290K and び190K に magnetization <s:1> large な な variation が see られた. こ れ ら の temperature は BaTiO_3 の tetragonal か ら rhombic, rhombic か ら rhombohedron crystal へ planning の phase shift temperature に そ れ ぞ れ consistent す る. The に190K is nearly で で magnetization <s:1> is greatly reduced by な な がみられた. Determination of <s:1> temperature で magnetization <s:1> magnetic field dependence を before and after <s:1> <s:1> change, <s:1> たと <e:1> ろ ろ, saturation magnetization <s:1> value が reduction, <s:1> て た た た た た た た. こ れ は, BaTiO_3 の rhombic か ら rhombohedron crystal へ planning の phase shift に with slanting い interface - the に よ っ て FeRh に strong magnetic か ら against strong magnetic へ の magnetic 気 planning move が induced さ れ た こ と を in stopping し て い る. Party で, 290 k, pay nearly で は magnetization が raised large し た が, magnetization の magnetic field dependence に お い て は saturation magnetization の numerical は variations change し て い な い こ と か ら, BaTiO_3 の tetragonal か ら rhombic へ の phase planning move に with う FeRh の magnetic 気 square difference の variations change を reflect し た も の と exam え ら れ る. Move above よ り BaTiO_3 の tectonic facies planning を suppression す る こ と で FeRh の magnetic 気 state が suppression may で あ る こ と を card be す る こ と が で き た. し か し な が ら, high-quality な FeRh rules alloy film の cropping に で は high temperatures must grow の が で あ る た め, GaAs へ の FeRh alloy の growth は difficult で あ り, GaAs/AlGaAs quantum well opens を using し た FeRh か ら semiconductor へ の ス ピ ン injection は reached さ れ な か っ た.

项目成果

Interface Strain Effect on the Magnetic Properties of Ordered FeRh Thin Films

界面应变对有序FeRh薄膜磁性能的影响

• 发表时间: 2011
• 作者: I.Suzuki;M.Itoh;T.Taniyama
• 通讯作者: T.Taniyama

FeRh/Co細線におけるスピン注入II

FeRh/Co 线材中的自旋注入 II

• 发表时间: 2010
• 作者: 内藤朋之;鈴木一平;伊藤満;谷山智康
• 通讯作者: 谷山智康

Effect of spin polarized current on magnetic phase transition of ordered FeRh wires

• DOI: 10.1063/1.3553941
• 发表时间: 2011-03
• 期刊: Journal of Applied Physics
• 影响因子: 3.2
• 作者: T. Naito;I. Suzuki;M. Itoh;T. Taniyama

Transmission of spin polarized photo electrons across ferro magnet/semi conductor inter face susingo blique Hanleeffect

自旋极化光电子穿过铁磁体/半导体界面的传输 susingo blique Hanleeffect

• 发表时间: 2012
• 作者: A.D. Setyawan;J. Saida;H. Kato;M. Matsushita;A. Inoue;Y.Shirahata,T.Isozaki,I.Suzuki,E.Wada,M.Itoh,M.Yamaguchi,andT.Taniyama
• 通讯作者: Y.Shirahata,T.Isozaki,I.Suzuki,E.Wada,M.Itoh,M.Yamaguchi,andT.Taniyama

Effect of Ga-substitution on Antiferromagnetic to Ferromagnetic Phase Transition in Epitaxial FeRh Thin Films

Ga 取代对外延 FeRh 薄膜中反铁磁到铁磁相变的影响

• 发表时间: 2012
• 作者: I. Suzuki;M. Itoh;T. Sato;T. Taniyama
• 通讯作者: T. Taniyama