ナノスケール強磁性ドメインを利用した超伝導の微小磁場制御

本研究は,ナノスケール強磁性ドメインをもち,非常に大きな飽和磁化を持つFeTaC高透磁率軟磁性体薄膜と,磁場誘起絶縁体-金属転移を起こす物質や,超伝導体を組み合わせた多層膜を作ることによって,非常に小さな外部磁場によって電気伝導に変化を与え,新しい磁性と電気伝導が結合した物理現象を探索することを目的としている.本年度は,昨年度に引き続き,この研究の基礎となるFeTaCの作成最適条件の探索を既存の装置であるヘリコンスパッターを用いて引き続き行うとともに,ペロフスカイト酸化物やNbの薄膜作成も試みた.その結果,金属膜のスパッターについては,満足できる膜が得られるようになったが,肝心のFeTaCについては,アルファ鉄が析出してしまい,高透磁率軟磁性特性を出すために必要な,アモルファス構造を持つ薄膜の作成には至っていない.これは,ヘリコンスパッターの特性に起因するものであるかもしれないので,現在,センダストなどの他の軟磁性体を用いることも検討している.一方,本研究のもう一つの柱である,偏極中性子反射率計による微小領域磁性をもつ磁性体の表面・界面の評価に関しては,高エネルギー加速器研究機構で進めていた反射率計の設置と初期の性能評価が終了し,本格的な研究を始めることができた.特に本特定研究の中心課題と深く関係する,微小領域の磁性と電気伝導に関しては,界面における非常にわずかな乱れが電気伝導に大きく寄与する,巨大磁気抵抗効果を示す物質であるCo/Cu人工格子の中性子反射率を行って,その乱れの大きさを定量的に評価することに成功し,今後,この分野に大きく貢献できることを実証した.

本研究は,ナノスケール強磁性ドメインをもち,非常に大きな飽和磁化を持つFeTaC高透磁率軟磁性体薄膜と,磁場誘起絶縁体-金属転移を起こす物質や,超伝導体を組み合わせた多層膜を作ることによって,非常に小さな外部磁場によって電気伝導に変化を与え,新しい磁性と電気伝導が結合した物理現象を探索することを目的としている.本年度は,昨年度に引き続き,この研究の基礎となるFeTaCの作成最適条件の探索を既存の装置であるヘリコンスパッターを用いて引き続き行うとともに,ペロフスカイト酸化物やNbの薄膜作成も試みた.その結果,金属膜のスパッターについては,満足できる膜が得られるようになったが,肝心のFeTaCについては,アルファ鉄が析出してしまい,高透磁率軟磁性特性を出すために必要な,アモルファス構造を持つ薄膜の作成には至っていない.これは,ヘリコンスパッターの特性に起因するものであるかもしれないので,現在,センダストなどの他の軟磁性体を用いることも検討している.一方,本研究のもう一つの柱である,偏極中性子反射率計による微小領域磁性をもつ磁性体の表面・界面の評価に関しては,高エネルギー加速器研究機構で進めていた反射率計の設置と初期の性能評価が終了し,本格的な研究を始めることができた.特に本特定研究の中心課題と深く関係する,微小領域の磁性と電気伝導に関しては,界面における非常にわずかな乱れが電気伝導に大きく寄与する,巨大磁気抵抗効果を示す物質であるCo/Cu人工格子の中性子反射率を行って,その乱れの大きさを定量的に評価することに成功し,今後,この分野に大きく貢献できることを実証した.