コンビナトリアル法による水素化磁性人工格子の作製と特性評価

组合法氢化磁性人工晶格的制备与表征

• 批准号: 12750584
• 负责人: 鎌田 康寛
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Iwate University (2001)Osaka University (2000)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12750584/
• 关键词: コンビナトリアル法; 水素化; 人工格子; 磁性; 希土類金属; 交換結合; 金属半導体転移; 格子膨張; La; Fe; Co

初年度確立させた、コンビナトリアル法による試料作製法および物性評価法をもとに、様々な強磁性遷移金属/希土類金属(TM/RE)人工格子を作製し、それらの物性に与える水素化効果を調べた。以下に本年度の研究実績概要をまとめる。(1) Fe/Y多層膜型人工格子の層間交換結合Y膜厚が1.2nm以下の場合、(1)Fe層間に180度結合が生じること、(2)水素化により90度結合に変わること、を発見した。これらは水素化による層間交換結合の制御が可能であることを示しており、新しい機能性材料として有望であることを明らかにした。(2) Fe/La多層膜型人工格子の飽和磁化の増大水素化による飽和磁化の増加のメカニズムについて、XMCD実験やバンド計算の研究報告をもとに、定量的な検討を行った。Fe/La界面付近での(1)格子膨張に伴うFeの磁化の増加、(2)反平行成分を持っLaの磁気分極の減少、の2点から説明することに成功した。(3) Fe/La/Fe接合型人工格子の金属半導体転移水素化により金属半導体転移が生じ、5桁の大きな抵抗変化を持っ接合型人工格子の作製に成功した。(4) Fe/Gd多層膜型人工格子の磁化スイッチング水素雰囲気中でのX線回折その場観察を行い、結晶構造変化のプロセスの詳細を明らかにした。また水素化によりFeと反平行に向いたGdの磁化の減少を用いることで、Fe/Gd多層膜全体として大きな磁化スイッチングを生じさせることができることを見出した。

基于第一年建立的样品制备方法和物理性能评估方法，制备了各种铁磁过渡金属/稀土金属（TM/RE）人工晶格，并研究了对其物理特性的氢化效应。以下是今年研究结果的摘要。 （1）我们发现（1）当y膜厚度为1.2 nm或更少时，Fe/y多层人造晶格的层间交换键在Fe层之间发生180度键合，并且（2）氢化变化变化为90度键。这些表明，层间交换键可以通过氢化控制，并表明它是一种新功能材料。 （2）根据XMCD实验和带计算研究报告，对Fe/La多层人工晶格的氢化增加而增加的饱和磁化的机制进行了定量研究。我们成功地解释了这两个点：（1）由于Fe/La界面附近的晶格膨胀而导致Fe磁化的增加，以及（2）与反平行部件的LA磁性极化的减小。 （3）Fe/La/Fe连接人工晶格的金属半导体过渡氢化导致金属半导体转变，并且我们成功地制造了一个连接的人工晶格，具有较大的5位电阻变化。 （4）进行了X射线衍射的原位观察，在Fe/GD多层人工晶格的磁化开关氢气中，以阐明改变晶体结构的过程的细节。还发现，通过使用氢化来减少GD的磁化，这与FE是反平行的，可以在整个FE/GD多层膜中实现大型磁化切换。

项目成果

Yasuhiro Kamada,Masahiko Yamamoto,Akihiro Ito,Daisuke Takama and Hiroyuki Naka: "Towards Fabrication of New Functional Multilayers by Hydrogenation"Proc.of Intern.Conf.on Trend in Nanotechnology. 20 (2000)

Yasuhiro Kamada、Masahiko Yamamoto、Akihiro Ito、Daisuke Takama 和 Hiroyuki Naka：“通过氢化制备新功能多层膜”Proc.of Intern.Conf.on Trend in Nanotechnology。

Yasuhiro Kamada, Akihiro Itoh, Daisuke Takama, Masahiko Yamamoto: "Effects of Hydrogenation on the Structure, Transport, and Magnetic Properties of Multilayers Composed of Transition Matals and Rare-Earth Metals"Journal of the Magnetics Society of Japan.

Yasuhiro Kamada、Akihiro Itoh、Daisuke Takama、Masahiko Yamamoto：“氢化对过渡金属和稀土金属组成的多层结构、输运和磁性的影响”日本磁学学会杂志。

Yasuhiro Kamada, Akihiro Itoh, Masahiko Yamamoto: "Magnetic Properties of Amorphous-Fe/La and BCC-Fe/La Multilayers"Proc. Fourth Pacific Rim Int. Conf. on Advanced Materials and Processing (PRICM4), (The Japan Institule of Metals, 2001). 127-130 (2001)

Yasuhiro Kamada、Akihiro Itoh、Masahiko Yamamoto：“非晶 Fe/La 和 BCC-Fe/La 多层膜的磁性”Proc。

Yasuhiro Kamada, Daisuke Takama, Akihiro Itoh, Hiroyuki Naka, Masahiko Yamamoto: "Towards Fabrication of New Functional Multilayers by Hydrogenation"Proc. Fourth Pacific Rim Int. Conf. on Advanced Materias and Processing (PRICM4), (The Japan Institute of

Yasuhiro Kamada、Daisuke Takama、Akihiro Itoh、Hiroyuki Naka、Masahiko Yamamoto：“通过氢化制备新型功能多层膜”Proc。

Yasuhiro Kamada,Masaya Sakaguchi,Daisuke Takama and Masahiko Yamamoto: "Magnetic Properties and Interface Structure of Co/La and Co/LaHx Multiayers"Digests of 8th Int.Conf.on Ferrites. 267 (2000)

Yasuhiro Kamada、Masaya Sakaguchi、Daisuke Takama 和 Masahiko Yamamoto：“Co/La 和 Co/LaHx 多层膜的磁性和界面结构”第八届铁氧体国际会议摘要。