Polarization reversal mechanism in cross-correlation materials

互相关材料中的偏振反转机制

基本信息

批准号：
22H01757
负责人：
白土優
金额：
$ 11.23万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

磁性材料には磁石になる強磁性材料のほか、磁石にはならないが超高速動作や超高集積が可能とされる反強磁性材料と呼ばれる材料がある。反強磁性材料は、強磁性材料のようにN‐S極が現れないため、従来は制御不可能な材料とされてきた。本研究課題では、交差相関と呼ばれる電界と磁性の相互作用を利用することで、反強磁性材料を制御可能な材料として発展させ、また、その磁性を超低消費電力かつ超高速駆動の原理実証を目指すとともに、そのメカニズムの解明を目的としている。この手法は、従来手法である電流を用いる方法（動作時の消費電力が大きい）に対して、電流を必要としないため原理上飛躍的な低消費電力が可能になることが期待できる。２０２２年度は、交差相関材料の一つであるＣｒ２Ｏ３薄膜に対して、薄膜の膜厚を結晶性を保ったまま１５ナノメーター以下まで低膜厚化させることで、界面の磁化（N‐S極の向き）を制御できること、ならびに、電界によってその制御効率を増強できることを明らかにした。その原理が交差相関性によって定量的にも説明できることも明らかにしている。さらに、放射光を用いた独自計測技術を駆使することで、反強磁性材料の磁化（N‐S極の向き）の向きを直接的に可視化し、その反転過程を明らかにすることにも着手している。これらの成果は、国内の春秋講演大会、国際会議でも報告しており、２０２３年度に開催予定の国際会議での招待講演も決定している。

除了成为磁铁的铁磁材料外，还称为抗铁磁材料的材料不会变成磁铁，但据说能够进行超高速度运行和超高整合。传统上，抗铁磁材料被认为是无法控制的，因为N-S极不像铁磁材料。该研究主题旨在通过利用电场和磁性之间的相互作用（称为互相关）来开发可控制材料，并旨在证明超低功耗和超高速驾驶的原理，以及澄清这种磁性的机制。与使用当前的传统方法相比，此方法不需要电流（操作过程中的高功率消耗），因此，原则上可以预期它可以极大地减少功耗。在2022财年中，据透露，通过将膜的厚度降低到15纳米或更少的CR2O3薄膜（这是互相关材料之一），膜的膜厚度降低至15纳米或更少，同时保持其结晶度（N-S-S Pole的方向）可以控制效率，并且可以控制效率。还揭示了该原理可以通过互相关进行定量解释。此外，通过使用同步加速器辐射完全使用专有测量技术，可以直接可视化抗铁磁材料的磁化方向（N-S极的方向），并揭示了反转过程。这些结果已在国内春季/秋季的演讲会议和国际会议上报道，并在计划于2023年举行的国际会议上邀请演讲。

项目成果

期刊论文数量（41）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Perpendicularly magnetized [Co/Pd]n/Co2FeAl0.5Si0.5/Fe multilayers on Ge for semiconductor spintronic applications

用于半导体自旋电子应用的 Ge 上垂直磁化的 [Co/Pd]n/Co2FeAl0.5Si0.5/Fe 多层膜

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
R. Nishimura;M. Yamada;Y. Shiratsuchi;R. Nakatani;and K. Hamaya
通讯作者：
and K. Hamaya

Peculiar temperature dependence of magneto-optic Kerr rotation in Pt/Co/Spacer (Ir, Pt)/Cr2O3/Pt thin film

Pt/Co/Spacer (Ir, Pt)/Cr2O3/Pt 薄膜中磁光克尔旋转的特殊温度依赖性

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yu Shiratsuchi;Takashi Okano;Hirofumi Ekawa;Hiroki Sakurai;Kentaro Toyoki;Takeshi Kato;and Ryoichi Nakatani
通讯作者：
and Ryoichi Nakatani

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通讯作者：
白土優