シリコン基板上への高スピン偏極強磁性薄膜の創製とスピントロニクスデバイスへの展開

在硅衬底上创建高自旋极化铁磁薄膜和自旋电子器件的开发

• 批准号: 14J01804
• 负责人: 伊藤 啓太
• 金额: $ 2.75万
• 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: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J01804/
• 关键词: 強磁性体薄膜; 金属窒化物; 分子線エピタキシー; 異方性磁気抵抗効果; 少数スピン伝導; スピントロニクス; 窒化物; 強磁性体; メスバウアー測定

NixFe4-xNについて、昨年度の研究においてx = 3にて高い負のスピン分極率(-0.86)が第一原理計算から予想された。また、固体Fe、Niと高周波プラズマN2の同時供給による分子線エピタキシー(MBE)法により、SrTiO3(001)基板上にエピタキシャル成長したNi3FeN薄膜ではキュリー温度が266 Kとなり、粉末試料の報告例とよく一致した。一方でこれは、反応性スパッタ法で作製されたNi3FeN薄膜における、室温で6%の正の異方性磁気抵抗(AMR)効果の観測報告例とは相反する実験結果である。そこで、MBE法により作製したエピタキシャルNiFe3NおよびNi3FeN薄膜のAMR効果を測定し、その発現温度と符号を検証した。膜厚50 nmのNiFe3NおよびNi3FeN薄膜を、[100]が長手方向の幅0.2 mmのホールバー形状に加工し、測定温度5-300 Kの範囲で、外部磁場30 kOe、直流電流0.2 mAのもとでAMR効果を測定した。結果、Ni3FeN薄膜の室温におけるAMR比はほぼ0であり、スパッタ膜の報告とは異なる結果となった。また、双方の試料で広い温度範囲で負のAMR効果が観測された。室温における大きな正のAMR効果は、Ni3Feの特徴と一致することから、過去の報告例のNi3FeN薄膜については、N抜けが示唆される。Kokadoらの理論によれば、負のAMR効果はs↑→d↑またはs↓→d↓のs-d散乱機構で説明される。第一原理計算の結果、NiFe3NおよびNi3FeNのフェルミ準位における状態密度は3d少数スピンが支配的であるため、これらの負のAMR効果はs↓→d↓の散乱機構に起因する。したがって、NiFe3NとNi3FeNについても、Fe4Nと同様に少数スピン伝導が優勢であり、シリコンとの格子不整合率が小さい少数スピン伝導強磁性体材料を新たに発見した。

The first-principle calculation of the score rate (- 0.86) of NixFe4-xN, the study of last year's study, that is, the first principle calculation. At the same time, high-frequency Fe, Ni and high-cycle temperature N2 are supplied to the thin film of Ni3FeN on the substrate of SrTiO3 (001), the temperature of which is 266K, and the temperature of powder material is consistent with each other. One side is sensitive, the reverse is sensitive to the temperature of the Ni3FeN film, and the room temperature is 6%. The square magnetic resistance (AMR) is positive. The results show that the opposite is true. The MBE method is used to determine the temperature of the Ni3FeN film, the AMR of the Ni3FeN film, the temperature of the detected temperature and the temperature of the film. The thickness of the film is 50 nm NiFe3N, the width of the film is 0.2 mm, the temperature range is 5-300K, the external magnetic field is 30 kOe, the DC current is 0.2 mA, and the AMR is accurate. Results: the results show that the temperature of Ni3FeN film is higher than that of room temperature temperature, the temperature of room temperature, temperature and temperature. Temperature range, temperature range, AMR temperature, temperature range, temperature range and temperature range. The room temperature temperature is very high, and the Ni3Fe temperature is the same as that of the AMR. The last notice is that the Ni3FeN film is sensitive to the temperature, and the temperature is very low. The Kokado theory theory, the AMR theory, the information system, the information system and the information system. The first principle calculates the results, the NiFe3N system, the Ni3FeN system, the density of the state, the density of the system, the density of the state, the density of the system, the density of the state, the density of the system, the density of the system, the density of the state, the density of the system, the density of the system, the density of the state, the density of the state, the density of the system, the density of the state, the density of the The lattice unconformities of NiFe3NNi3FeN, NiFe3NNNi3FeN, NiFe3FeN, NiFe3FeN,

项目成果

CoxMn4-xN エピタキシャル薄膜の飽和磁化と垂直磁気異方性の評価

CoxMn4-xN外延薄膜的饱和磁化强度和垂直磁各向异性评价

• 发表时间: 2015
• 作者: 下山裕太;寺崎英紀;浦川啓;田窪勇作;岸本俊八;近藤忠;綿貫徹;片山芳則;森 裕紀;伊藤啓太，安富陽子，鹿原和樹，具志俊希，東小薗創真，都甲薫，角田匡清，末益 崇
• 通讯作者: 伊藤啓太，安富陽子，鹿原和樹，具志俊希，東小薗創真，都甲薫，角田匡清，末益 崇

Perpendicular magnetic anisotropy of CoxMn4-xN (x = 0 and 0.2) epitaxial films on SrTiO3(001) substrates

SrTiO3(001) 衬底上 CoxMn4-xN (x = 0 和 0.2) 外延薄膜的垂直磁各向异性

• 发表时间: 2016
• 作者: K. Ito;Y. Yasutomi;K. Kabara;T. Gushi;S. Higashikozono;K. Toko;M. Tsunoda;and T. Suemasu
• 通讯作者: and T. Suemasu

CoxFe4-xN(x = 0, 1, 3)エピタキシャル膜のメスバウアー測定

CoxFe4-xN(x = 0, 1, 3) 外延膜的穆斯堡尔测量

• 发表时间: 2014
• 作者: 桑原荘馬;寺崎英紀;下山裕太;西田圭佑;肥後祐司;田窪勇作;柴﨑裕樹;五十嵐愛子;坂巻竜也;丹下慶範;近藤忠;K. Ito and T. Suemasu;Yuta Asai;Hironori Mori;伊藤啓太，佐内辰徳，安富陽子，具志俊希，都甲薫，柳原英人，角田匡清，喜多英治，末益崇
• 通讯作者: 伊藤啓太，佐内辰徳，安富陽子，具志俊希，都甲薫，柳原英人，角田匡清，喜多英治，末益崇

CoxMn4-xN 薄膜における磁気特性のCo/Mn 比依存性

CoxMn4-xN 薄膜中磁性能的 Co/Mn 比率依赖性

• 发表时间: 2014
• 作者: 三田井慎吾;近藤忠;田窪勇作;亀卦川卓美;安富陽子，伊藤啓太，具志俊希，都甲薫，末益崇
• 通讯作者: 安富陽子，伊藤啓太，具志俊希，都甲薫，末益崇

負のスピン分極率を有するFe4N強磁性細線の磁壁形成位置の制御

负自旋极化率 Fe4N 铁磁线中畴壁形成位置的控制

• 发表时间: 2015
• 作者: 浦川啓;寺崎英紀;桑原荘馬;田窪勇作;下山裕太;岸本俊八;Hironori Mori;中川 岳，追川 修一;具志俊希，伊藤啓太，安富陽子，東小薗創真，都甲薫，大里啓孝，杉本喜正，浅川潔，太田憲雄，本多周太，末益崇
• 通讯作者: 具志俊希，伊藤啓太，安富陽子，東小薗創真，都甲薫，大里啓孝，杉本喜正，浅川潔，太田憲雄，本多周太，末益崇