Development of spintronics devices with using negative spin polarization materials

利用负自旋极化材料开发自旋电子器件

• 批准号: 23360130
• 负责人: TSUNODA Masakiyo
• 金额: $ 12.48万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011-04-01 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23360130/
• 关键词: スピントロニクス; 磁性材料; 磁気抵抗効果; スピン分極; 磁性; 金属物性; スピンエレクトロニクス

We succeeded for the single phase synthesis of Mn4N and Co3FeN thin films that have isomorphic structure to Fe4N showing negative spin polarization. The Mn4N thin films exhibited perpendicular magnetic anisotropy. We constructed a theory for anisotropic magnetoresistance (AMR) effects, which takes into account the spin-orbit interaction and the crystal field splitting. Negative AMR ratio observed for the Co3FeN thin films indicated a possibility of them to be half-metals. Inverse tunnel magnetoresistance effects were observed for Fe4N-based magnetic tunnel junctions with a spinel tunnel barrier. High efficiency for spin current generation under ferromagnetic resonance was suggested for Fe4N/Pt bilayers by their large inverse spin Hall signals.

我们成功地单相合成了Mn 4 N和Co 3FeN薄膜，它们具有与Fe 4 N同构的结构，显示出负自旋极化。Mn 4 N薄膜具有垂直磁各向异性。我们建立了一个各向异性磁电阻（AMR）效应的理论，它考虑了自旋轨道相互作用和晶体场分裂。观察到的Co 3FeN薄膜的负AMR比表明它们是半金属的可能性。在具有尖晶石隧道势垒的Fe 4 N基磁性隧道结中观察到了反隧道磁电阻效应。Fe 4 N/Pt双层膜具有较大的反自旋霍尔信号，表明其在铁磁共振下具有较高的自旋电流产生效率.

项目成果

Growth and Magnetic Properties of Pseudo-Single-Crystal Mn4N Films

准单晶Mn4N薄膜的生长和磁性能

• 发表时间: 2012
• 作者: 鎌田真之;藏裕彰;高橋研;小川智之;田中寿郎;河出卓也・上野敏幸・山田外史;耿思源;M. Tsunoda and K. Kabara
• 通讯作者: M. Tsunoda and K. Kabara

γ'-Fe_4N 基強磁性トンネル接合用 Cu 3N 障壁膜の作製

γ-Fe_4N基铁磁隧道结Cu 3N阻挡膜的制备

• 发表时间: 2011
• 作者: 角田匡清;稲葉竜也;高橋研
• 通讯作者: 高橋研

Anisotropic Magnetoresistance Effects in Fe, Co, Ni, Fe4N, and Half-Metallic Ferromagnet: A Systematic Analysis

• DOI: 10.1143/jpsj.81.024705
• 发表时间: 2012-02-01
• 期刊: JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN
• 影响因子: 1.7
• 作者: Kokado, Satoshi;Tsunoda, Masakiyo;Sakuma, Akimasa
• 通讯作者: Sakuma, Akimasa

擬単結晶(Fe,Co)4N薄膜の作製とその異方性磁気抵抗効果

赝单晶(Fe,Co)4N薄膜的制备及其各向异性磁阻效应

• 发表时间: 2013
• 作者: 小西智也;舩戸徹郎;土屋和雄;日吉良太，野口季彦;角田 匡清，鹿原 和樹
• 通讯作者: 角田 匡清，鹿原 和樹

Negative AMR: a necessary condition for half-metallicity

负AMR：半金属性的必要条件

• 发表时间: 2012
• 作者: S. Kokado;M. Tsunoda;K. Harigaya;and A. Sakuma
• 通讯作者: and A. Sakuma