反強磁性ワイルセミメタル薄膜のスピン物性と機能性に関する研究

反铁磁Weyl半金属薄膜的自旋特性和功能研究

基本信息

批准号：
22KJ0203
负责人：
YOON JU YOUNG
金额：
$ 1.98万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は、反強磁性ワイルセミメタルMn3Snと重金属Ptのヘテロ接合における電流応答に関して研究を行った。ノンコリニアスピン構造またはカイラルスピン構造を有するMn3Snはスピン軌道トルクを用いることで効率的に磁気秩序が制御でき、新たな機能性が表れると報告されている。しかし、その磁気構造を代表する磁気秩序パラメーターであるオクタポールがスピン軌道トルクによってどのようなメカニズムで働き方をするのかは明らかになっていない。本研究では、昨年度で最適化したM面配向のMn3Sn薄膜を用い、重金属Ptからスピンを注入することよりオクタポールの応答を調べた。その結果、オクタポールは従来のコリニア磁性体の磁気秩序とは異なる働き方をすることを発見し、そのメカニズムを明らかにした。また、ノンコリニア反強磁性体においてひずみによって誘起される磁気異方性やスピン軌道トルク効率などを定量的に評価し、ノンコリニア反強磁性体を用いたスピンデバイスへの基盤を構築した。本研究は6ヶ月間にかけて行われたアメリカ合衆国にあるマサチューセッツ工科大学との共同研究であり、学術誌への発表を進めている。また、本研究内容で国際学会にて招待講演も予定している。その他、共著者として寄与した研究を含め、2件の学術誌投稿、3回の国内学会発表、6回の国外学会発表を行い、1件の受賞があった。

今年，我们对反铁磁Weyl半金属Mn3Sn和重金属Pt之间异质结的电流响应进行了研究。据报道，具有非共线自旋结构或手性自旋结构的Mn3Sn的磁序可以通过自旋轨道力矩有效控制，并出现新的功能。然而，目前尚不清楚八极子（磁结构的代表性磁序参数）如何通过自旋轨道扭矩运行。在这项研究中，我们通过使用去年优化的具有 M 面取向的 Mn3Sn 薄膜从重金属 Pt 注入自旋来研究八极响应。结果，他们发现八极子的工作方式与传统共线磁性材料的磁序不同，并阐明了其机制。我们还定量评估了非共线反铁磁体中应变引起的磁各向异性和自旋轨道扭矩效率，并为使用非共线反铁磁体的自旋器件奠定了基础。这项研究是与美国麻省理工学院合作进行的，历时六个月，目前正在学术期刊上发表。我们还计划基于这项研究在国际学术会议上做特邀报告。此外，包括作为共同作者参与的研究在内，他已向学术期刊提交论文2篇，在国内会议上发表3次，在海外会议上发表6次，并获得奖项1项。

项目成果

期刊论文数量（29）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Observation of domain structure in non-collinear antiferromagnetic Mn3Sn thin films by magneto-optical Kerr effect

利用磁光克尔效应观察非共线反铁磁Mn3Sn薄膜中的磁畴结构

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
Applied Physics Letters (accepted)
影响因子：
0
作者：
Tomohiro Uchimura;Ju-Young Yoon;Yuma Sato;Yutaro Takeuchi;Shun Kanai;Ryota Takechi;Keisuke Kishi;Yuta Yamane;Samik DuttaGupta;Jun’ichi Ieda; Hideo Ohno;and Shunsuke Fukami
通讯作者：
and Shunsuke Fukami

Size dependence of thermal stability factor in non-collinear antiferromagnetic Mn3Sn nanodot

非共线反铁磁Mn3Sn纳米点热稳定因子的尺寸依赖性

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Y. Sato;Y. Takeuchi;Y. Yamane;J.-Y. Yoon;S. Kanai;J. Ieda;H. Ohno;S. Fukami
通讯作者：
S. Fukami

Domain imaging of an antiferromagnetic Weyl semimetal Mn3Sn thin films by magneto-optical Kerr effect

利用磁光克尔效应对反铁磁 Weyl 半金属 Mn3Sn 薄膜进行磁域成像

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
T. Uchimura;J.-Y. Yoon;Y. Sato;Y. Takeuchi;S. Kanai;R. Takechi;K. Kishi;Y. Yaman;S. DuttaGupta;J. Ieda;H. Ohno;and S. Fukami
通讯作者：
and S. Fukami

Observation of non-collinear antiferromagentic domain structure in epitaxial Mn3Sn thin films

外延Mn3Sn薄膜中非共线反铁磁磁畴结构的观察

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
T. Uchimura;J.-Y. Yoon;Y. Sato;Y. Takeuchi;S. Kanai;R. Takechi;K. Kishi;Y. Yamane;S. DuttaGupta;J. Ieda;H. Ohno;and S. Fukami
通讯作者：
and S. Fukami

Spin-orbit torque efficiency in non-collinear antiferromagnet Mn3Sn /heavy metal heterostructures

非共线反铁磁体 Mn3Sn/重金属异质结构中的自旋轨道扭矩效率