Pt/磁性体複合膜における界面スピン軌道相互作用と磁気輸送物性の研究

Pt/磁性复合薄膜界面自旋轨道相互作用及磁输运特性研究

• 批准号: 11J08283
• 负责人: 中山 裕康
• 金额: $ 0.83万
• 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: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J08283/
• 关键词: スピン流; スピンホール効果; 磁気抵抗効果; スピンポンピング; スピンダイナミクス; スピントロニクス; 界面磁気抵抗効果; 電界抵抗効果

電子の有するスピン角運動量の自由度を積極的に利用することにより,新奇なデバイスの創出を目指す「スピントロニクス」と呼ばれる研究分野が急速な進展を見せている.このスピントロニクス分野において,スピン流の生成・制御・検出技術の確立と精密化は重要な課題であり,その基礎研究が盛んに進められている.我々はこれまでに,電流-スピン流変換現象である正スピンホール効果を用いた緩和変調法による注入スピン流定量手法や,その逆効果である逆スピンホール効果によるスピン流の電気的検出(定量)手法を構築してきた.正スピンホール効果を用いた緩和変調法では,これまでスピン流が電流に与える影響が考慮されていなかった.スピンホール効果を強く示す物質に対して電流を印加すると,試料端にスピン蓄積が生じるため,このような物質を用いたナノスケールの複合膜構造においては,これまで考慮されてこなかったスピン流-電流変換現象が顕著に表れることが予想される.電流に対するこのようなスピン流の影響は電気伝導率に反映されるはずであり,この効果はナノスケールの複合膜構造における磁気抵抗効果を測定することにより観測可能であると考えた.特別研究員最終年度にあたる平成24年度は,昨年度に引き続き,スピン流を介して発現する新しい磁気抵抗効果「スピンホール磁気抵抗効果」について集中的に調べた.本年度は,Pt/磁性絶縁体複合膜界面を用いて既に得られている実験結果を基に,共同研究者らと議論を行い,論文執筆を進めた.また,追加実験として,この磁気抵抗効果のPt層膜厚依存性測定を行った.その結果,実験結果はスピンホール磁気抵抗効果の枠組みを用いて定量的に説明可能であることが明らかとなった.本研究により,スピンホール磁気抵抗効果という,磁性体に電流を流すことなく磁性体の磁化情報を電気的に読み取ることを可能とする新しい磁気抵抗効果の存在が初めて示された.

The freedom of angular motion of electrons is actively utilized, and the innovation of novel electrons is indicated by rapid progress in research fields. The basic research on the generation, control and detection of flow is an important topic for the establishment and precision of flow generation, control and detection technology. In this paper, we propose a new method for current detection and quantitative analysis, which is based on the current-current conversion phenomenon. The effect of this adjustment is considered. The results show that the sample side of the compound film structure is not stable, and the sample side is stable. The effect of current on the conductivity of the composite film is measured. Special researcher last year in Heisei 24 years, last year in the introduction of new magnetic resistance effect "magnetic resistance effect" in the introduction of new magnetic resistance effect. This year, Pt/magnetic insulator composite film interface has been used to obtain the results of the study, co-investigators have been discussing, and papers have been written. The Pt film thickness dependence measurement of magnetic resistance effect was added. The results show that the magnetic field resistance effect is not stable. This study shows the existence of magnetic resistance effect in magnetic materials.

项目成果

Spin current generation and detection in metallic bilayer films

金属双层薄膜中自旋电流的产生和检测

• 发表时间: 2011
• 作者: H.Nakayama;K.Ando;K.Harii;T.Yoshino;E.Saitoh
• 通讯作者: E.Saitoh

スピンHan効果を介した磁気抵抗効果

通过自旋汉效应产生磁阻效应

• 发表时间: 2013
• 作者: 中山裕康;M. Althammer;Y.-T. Chen,内田健一;梶原瑛祐;菊池大介;大谷隆史;S. Geprags;M. Opel;高橋三郎;R. Gross;G. E. W. Bauer;S. T. B. Goennenwein;齊藤英治
• 通讯作者: 齊藤英治

Qualitative analysis of the spin Hall magnetoresistance in normal metal/ferromagnetic insulator hybrids

普通金属/铁磁绝缘体混合体中自旋霍尔磁阻的定性分析

• 发表时间: 2013
• 作者: F. Witek;S. Meyer;M. Althammer S. Geprags;M. Opel;R. Gross;A. Gupta;Y.-T. Chen;G. E. W. Bauer;H. Nakavama;E. Saitoh;and S. T. B.Goennenwein
• 通讯作者: and S. T. B.Goennenwein

Scaling fit of spin pumping in various ferromagnetic materials

各种铁磁材料中自旋泵浦的比例拟合

• DOI: 10.1063/1.3670462
• 发表时间: 2012
• 期刊: Journal of Applied Physics
• 影响因子: 3.2
• 作者: T. Yoshino;K. Ando;Y. Kajiwara;H. Nakayama;and E. Saitoh
• 通讯作者: and E. Saitoh

Y_3Fe_5O_<12>/Pt接合における界面磁気抵抗効果の観測

Y_3Fe_5O_<12>/Pt结界面磁阻效应的观察

• 发表时间: 2011
• 作者: 中山裕康;針井一哉;安藤和也;藤川安仁. 齊藤英治
• 通讯作者: 藤川安仁. 齊藤英治