電圧印加による複合膜界面における磁気層間結合の制御手法の確立

施加电压控制复合薄膜界面磁层间耦合方法的建立

基本信息

批准号：
20J10749
负责人：
小泉洸生
金额：
$ 1.34万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J10749/
关键词：
垂直磁気異方性導電性酸化物

项目摘要

本年度は、導電性と垂直磁気異方性の両方を有するNiCo2O4(NCO)の電気伝導特性の調査と、導電性スピネル上への垂直磁気異方性を有するコバルトフェライト(CFO)の作製を中心に研究を行った。前者については前年度の研究において、NCOが低温で円錐磁気異方性へと転移していることを実験的に発見し、その起源について明らかにした。これらの結果をまとめた学術論文を1編の学術論文として本年度投稿した。導電性を示す物質では、円錐磁気異方性の報告はほとんど例がないため、今年度は円錐磁気異方性に基づいた伝導現象について詳細に調べた。その結果、NCOは共線的な強磁性体では見られない特異な振る舞いを示しており、円錐磁気異方性により非共線的なスピン構造が実現していることが明らかとなった。それだけでなく、非共線的なスピン構造は磁場により制御できることも明らかにした。現象論的な考察により、実現している磁気構造は反強磁性的な構造と強磁性的な構造を組み合わせた構造であることが分かった。本来、反強磁性的な構造のみでは電気的な応答を示さないが、強磁性構造と結合することで電気的な応答として観測できるようになっていることが示唆された。そこで、この現象を説明する簡単なモデルを提案した。これらの結果学術論文として投稿中である。後者については、導電性スピネルのCoV2O4上にNiOを緩衝層として挿入することで垂直磁気異方性を有するCFOを作製することに成功した。これにより、磁気層間結合が発現する系に電圧を印加することが可能となった。磁気層間結合の電圧変調については今後の研究の発展が期待される。

今年，我们将重点研究同时具有导电性和垂直磁各向异性的NiCo2O4（NCO）的导电性能，以及在导电尖晶石上制备具有垂直磁各向异性的钴铁氧体（CFO）进行研究。对于前者，在前一年的研究中，我们通过实验发现NCO在低温下会转变为圆锥形磁各向异性，并阐明了其起源。总结这些结果的学术论文今年作为学术论文提交。由于导电材料中几乎没有圆锥磁各向异性的报道，今年我们详细研究了基于圆锥磁各向异性的传导现象。结果表明，NCO 表现出共线铁磁材料中所没有的独特行为，并且由于锥形磁各向异性而实现了非共线自旋结构。此外，他们还揭示了非共线自旋结构可以通过磁场控制。唯象学的考虑表明，所实现的磁结构是反铁磁和铁磁结构的组合。有人认为，单独的反铁磁结构通常不会表现出电响应，但当与铁磁结构结合时，可以观察到电响应。因此，我们提出了一个简单的模型来解释这种现象。这些结果将作为学术论文提交。对于后者，我们通过在导电尖晶石 CoV2O4 上插入 NiO 作为缓冲层，成功制造了具有垂直磁各向异性的 CFO。这使得可以向发生磁层间耦合的系统施加电压。未来磁层间耦合电压调制的研究有望发展。