強磁性金属超薄膜における磁性の電界制御とその起源解明

超薄铁磁金属薄膜中磁性的电场控制及其起源的阐明

• 批准号: 13J04681
• 负责人: 河口 真志
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J04681/
• 关键词: スピントロニクス; 電界効果; スピン軌道相互作用; スピンオービットトルク; 多層膜; 強磁性金属; 磁性; 界面; 薄膜; 表面・界面

近年、鉄に代表される強磁性金属に対して絶縁物質を通して電圧を印加することにより、その性質を変える研究が盛んに行われている。電圧の印加によって物質の性質が変わるこの現象は電界効果と呼ばれている。強磁性金属に対する電界効果についての研究報告は多数あるものの、その発生機構については未だに明らかになっていない部分も多い。そこで、この研究課題では同じく強磁性金属について観測される電流誘起の有効磁場に着目して別の切り口から電界効果の研究を行った。この電流誘起の有効磁場は、強磁性金属を材料の一つとして用いて様々な金属を積層させた金属多層膜において観測される。一般的に金属に電流を流すと右ねじの法則から磁場が現れるが、ここでいう有効磁場はその大きさが右ねじの法則による磁場に比べて1桁から3桁大きい。有効磁場の発生機構には界面における電子の状態が深く関わっていると考えられる。そのため、電圧を印加したとき界面で生じる電界効果によって界面の電子の状態を変化させることでこの有効磁場が変化することが考えられる。この有効磁場の変化を通して界面における電子状態の変化と磁性の関係を明らかにし、電界効果の発生機構に迫ることが本研究の目的である。本年度においては前年度までに確立した有効磁場測定方法を用い、電圧を印加しながら有効磁場測定を行う方法を考案し測定を行った。このとき電圧を金属多層膜に印加するために用いる絶縁物質としてイオン液体を用いることで、他の絶縁物質を用いた場合に比べてより大きい電界を印加できるようにした。その結果、電界効果によって有効磁場が変化することが明らかとなった。また、電界効果による変化は有効磁場に存在する二つの成分においてそれぞれ異なることがわかった。このことは強磁性金属多層膜における電界効果の理解を進めるものと期待される。

In recent years, the iron objects に representative さ れ る strong magnetic metal に し seaborne て never try material を tong し て electric 圧 を Inca す る こ と に よ り, そ の nature を - え る research が sheng ん に line わ れ て い る. Electrical <s:1> Inca によって material <e:1> properties が change わる <s:1> <s:1> phenomena <s:1> electrical effects と call ばれて る る る. Strong magnetic metal に す seaborne る electricity industry working fruit に つ い て は の study most あ る も の の, そ の 発 raw institutions に つ い て は not だ に Ming ら か に な っ て い な も much い い part. そ こ で, こ の research topic で は with じ く strong magnetic metal に つ い て 観 measuring さ れ る current induced の have sharper magnetic field に mesh し て don't の り mouth か ら electricity industry working fruit の を line っ た. こ の current induced の は working magnetic field, strong magnetic metal を material の a つ と し て in い て others 々 な metal を horizon さ せ た metal multilayer に お い て 観 measuring さ れ る. General に metal に electric current to flow を す と right ね じ の law か ら magnetic が now れ る が, こ こ で い う working magnetic は そ の big き さ が right ね じ の law に よ に る magnetic field than べ て 1 truss か ら 3 girder き い. The effective magnetic field <s:1> generating mechanism に における interface における electronic <s:1> state が is deeply く related to わって ると ると study えられる. そ の た め, electricity 圧 を Inca し た と き interface で raw じ る electricity industry working fruit に よ っ て interface state の electronic の を variations change さ せ る こ と で こ の が have sharper magnetic field variations change す る こ と が exam え ら れ る. こ の is の working magnetic field variations change を tong し て interface に お け る electronic state の variations change と magnetic の masato を and Ming ら か に し, electricity industry working fruit の 発 raw agencies forced に る こ と が の purpose this study で あ る. Before this year's に お い て は annual ま で に establish し た を working magnetic field measurement method using い, electric 圧 を Inca し な が ら have a sharper line magnetic field measurement を う を test case し measure line を っ た. こ の と き electric 圧 を metal multilayer に Inca す る た め に with い る never try material と し て イ オ ン liquid を with い る こ と で, he の never try matter を い に た occasion than べ て よ り big き い electricity industry を Inca で き る よ う に し た. Youdaoplaceholder0 results, electrical effect results によって effective magnetic field が change する ら とが light ら となった となった. ま た, electricity industry working fruit に よ る に working magnetic field variations change は exist す る two つ の composition に お い て そ れ ぞ れ different な る こ と が わ か っ た. The effect of the strong magnetic metal multilayer film における in the electrical field を is understood を. Enter める <s:1> と と と expect される.

项目成果

Electric field effect on magnetic properties in Fe ultra-thin film

电场对 Fe 超薄膜磁性能的影响

• 发表时间: 2013
• 作者: M. Kawaguchi;K. Shimamura;S. Ono;S. Fukami;F. Matsukura;H. Ohno. D. Chibal. and T. Ono
• 通讯作者: H. Ohno. D. Chibal. and T. Ono

強磁性金属多層膜における電流誘起有効磁場のホール測定による決定

通过霍尔测量确定铁磁金属多层膜中电流感应的有效磁场

• 发表时间: 2014
• 期刊: ナノ学会会報
• 作者: 河口 真志; 森山 貴広; 小野 輝男
• 通讯作者: 小野 輝男

Electric Field Modulation of Magnetic Anisotropy in MgO/Co/Pt Structure

• DOI: 10.7567/apex.6.073004
• 发表时间: 2013-07
• 期刊: Applied Physics Express
• 影响因子: 2.3
• 作者: K. Yamada;H. Kakizakai;K. Shimamura;M. Kawaguchi;S. Fukami;N. Ishiwata;D. Chiba;T. Ono

Influence of anomalous Nernst effect on the determination of current induced effective fields

反常能斯特效应对电流感应有效场确定的影响

• 发表时间: 2016
• 作者: 河口真志;森山貴広;水野隼翔;山田貴大;柿堺悠;小山知弘;千葉大地;小野輝男
• 通讯作者: 小野輝男

Fe超薄膜における電流誘起有効磁場のイオンゲートによる電界変調

离子门对超薄铁膜中电流感应有效磁场的电场调制

• 发表时间: 2015
• 作者: 河口真志;森山貴広;水野隼翔;山田貴大;柿堺悠;小山知弘;小野新平;三輪一元;千葉大地;小野輝男
• 通讯作者: 小野輝男