2020 旭硝子財団 助成研究発表会 要旨集
135/206

はFe/Ir/MgO接合を作製し,熱処理によりFeIr/MgOへと変えた接合を用いた.しかし,本研究によりIrの挿入位置が重要であることがわかったため,分子線エピタキシー装置を用いて意図的にIrの挿入位置を制御した素子を作製した.具体的にはFe/Ir/MgO,Fe/Ir/Fe(0.14 nm: 1原子層相当)/MgO,Fe/Ir/Fe(0.28 nm: 2原子層相当)/MgOの3種類を用意した.図2がその結果である.ここからわかるようにIrとMgOの間にFeを1原子相当挿入した場合,つまりIrがMgOから数えて2層目に挿入されている時に電圧効果が増強されることがわかった.これは上述の議論が正しいこと,そして人工的に熱安定状態から逸脱した系を作り出すことにより,大きな電圧効果を創出できることを意味している. 図1(a) Fe吸収端のX線吸収分光測定の素子.(b) Ir吸収端のX線吸収分光測定の素子.(c) Fe/MgOの磁気ヒステリシス曲線.(d) Fe/Ir(0.05 nm)/MgOの磁気ヒステリシス曲線.(e) 垂直磁気異方性エネルギー. 図2各接合における電圧誘起磁気異方性変調効果 3. 今後の展開 本研究ではIrを用いて,Fe/MgO接合への挿入位置を制御することにより大きな電圧効果が得られることがわかった.しかしながら本研究では貴金属であるIrを用いている点が実応用への障害となる.そこで今後は貴金属を使わずに電圧効果を増強させる材料開発が必要である.具体的にはIrのように挿入元素そのものが磁気異方性エネルギーの電圧変調効果を持つのではなく,元素挿入によりFeの電子状態を変化させて物質のトポロジー等を利用してFeそのものの磁気異方性エネルギーの電圧変調効果が大きくなる工夫が必要であると考えられる. 4. 参考文献 [1] M. Weisheit, S. Fähler, A. Marty, Y. Souche, C. Poinsignon, and D. Givord, 2007. Electric field-induced modification of magnetism in thin-film ferromagnets. Science 315: 349 [2] T. Maruyama, Y. Shiota, T. Nozaki, K. Ohta, N. Toda, M. Mizuguchi, A. Tulapurkar, T. Shinjo, M. Shiraishi, S. Mizukami, Y. Ando, and Y. Suzuki, 2009. Large voltage-induced magnetic anisotropy change in a few atomic layers of iron. Nat. Nanotechnol. 4: 158 [3] S. Miwa, M. Suzuki, M. Tsujikawa, T. Nozaki, T. Nakamura, M. Shirai, S. Yuasa, and Y. Suzuki, 2019. Perpendicular magnetic anisotropy and its electric-field-induced change at metal-dielectric interfaces. J. Phys. D: Appl. Phys. 52: 063001 [4] B. T. Thole, P. Carra, F. Sette, and G. van der Laan, 1992. X-ray circular dichroism as a probe of orbital magnetization. Phys. Rev. Lett. 68: 1943 [5] P. Carra, B. T. Thole, M. Altarelli, and X. Wang, 1993. X-ray circular dichroism and local magnetic fields. Phys. Rev. Lett. 70: 694 [6] S. Miwa, T. Nozaki, M. Tsujikawa, M. Suzuki, T. Tsukahara, T. Kawabe, Y. Kotani, K. Toyoki, M. Goto, T. Nakamura, M. Shirai, S. Yuasa, and Y. Suzuki, 2019. Microscopic origin of large perpendicular magnetic anisotropy in an FeIr/MgO system. Phys. Rev. B 99: 184421 5. 連絡先 〒277-8581 千葉県柏市柏の葉5-1-5 Tel: 04-7136-3300 Email: miwa@issp.u-tokyo.ac.jp 2299 −129−

元のページ  ../index.html#135

このブックを見る