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革新的反強磁性材料薄膜の開発とスピン波伝搬観測への挑戦

创新反铁磁材料薄膜的开发和自旋波传播观测的挑战

基本信息

批准号：
18J10817
负责人：
福田健二
金额：
$ 0.96万
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：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

MgO(001)単結晶基板上に(Mn1-xCox)2VAlの高規則度エピタキシャル薄膜を作製し、その磁気特性・磁気輸送特性の規則度及び組成依存性を系統的に調査した。磁化と異常ホール効果（AHE）はフェルミ準位以下の電子状態を反映する特性であり、磁気緩和と異方性磁気抵抗（AMR）効果はフェルミ準位近傍の電子状態を反映する特性である。これらの特性を網羅的に評価することで、作製した(Mn1-xCox)2VAl薄膜の電子構造の解明を試みた。まず、(Mn1-xCox)2VAl成膜時の基板加熱温度の最適化を行なった結果、各組成で40%以上の高いL21規則構造、バルク値に近い格子定数、高い表面平坦性を有する薄膜の作製に成功した。本研究で作製した(Mn1-xCox)2VAl薄膜の規則度は他の報告値と比較しても高いものであった。磁気特性・磁気輸送特性の組成依存性を調べた結果、磁化はいずれの組成においてもSlater-Pauling則に近い値をとった。また、AHEは現象論と同様の傾向が見られた。これらのことから、フェルミ準位以下の電子状態を反映する特性に関しては実験結果を理論計算（あるいは現象論）により矛盾なく説明することができた。一方、磁気緩和定数は理論値の30倍程度高い値をとり、AMR効果に関しては理論計算値と異なる傾向を示した。これらのことから、フェルミ準位近傍の電子状態を反映する特性に関しては、実験結果と理論計算が乖離しており、D03不規則構造等がその原因と推察される。本研究では従来の(Mn1-xCox)2VAl薄膜の結晶性及び磁気特性を向上させるとともに、これまで未知であった磁気輸送特性を明らかにした。また、(Mn1-xCox)2VAl薄膜の磁気特性・磁気輸送特性の規則度依存性及び組成依存性を調べることにより、作製した薄膜の電子構造を評価することが可能であることを示した。

Investigation on the preparation, magnetic properties, regularity and composition dependence of (Mn1-xCox) 2VAl thin films on MgO(001) single crystal substrates Magnetization anomaly effect (AHE) reflects the electronic state below the normal level, magnetic relaxation and anisotropic magnetic resistance (AMR) effect reflects the electronic state near the normal level. The electronic structure of (Mn1-xCox) 2VAl thin films was studied by means of the evaluation of their properties. The results of optimization of substrate heating temperature during (Mn1-xCox) 2VAl film formation show that the film has a high L21 regular structure of more than 40% in each composition, a high lattice constant number and a high surface flatness. In this study, the regularity of (Mn1-xCox)2VAl thin films was compared with that of other reports. Magnetic properties, magnetic transport properties, composition dependence, magnetic properties, magnetic properties, composition dependence, magnetic properties, magnetic properties, composition dependence, magnetic properties, composition dependence, magnetic properties, magnetic properties, AHE phenomenon theory and the same tendency are seen. The characteristics of electronic states below the standard are related to theoretical calculations (phenomenology) and contradictory explanations. The magnetic field mitigation value is 30 times higher than the theoretical value, and the AMR effect is different from the theoretical value. The reasons for the deviation of theoretical calculation and irregular structure of D03 are discussed. In this study, the crystallinity and magnetic properties of (Mn1-xCox) 2VAl thin films were investigated. Regularity and composition dependence of magnetic properties and magnetic transport properties of (Mn1-xCox) 2VAl thin films are discussed.