東北大,反強磁性金属ヘテロ構造における磁気抵抗効果を観測

著者: admin

東北大学は,反強磁性金属ヘテロ構造における磁気抵抗効果の観測に成功した(ニュースリリース)。

電子の持つ電気的性質と磁気的性質の同時利用に立脚するスピントロニクスにおいては,磁性体の磁気的な状態の電気的な検出がカギとなる。これまでのスピントロニクス分野では主に強磁性体が主要な研究対象だったが,近年これに加えて,原子スケールでは磁気的な秩序を有するものの,マクロには磁化を持たない反強磁性体の可能性が注目されている。

このような性質から,反強磁性体は高集積時の隣接素子間の相互作用の抑制や,外乱磁界に対する耐性において,強磁性体にはない特長が期待できる一方で,磁気秩序を電気的に検出することは強磁性体と比べて格段に難しくなる。

今回,研究グループはSi基板上に堆積された反強磁性/非磁性金属ヘテロ構造において,反強磁性金属の磁気的な状態に依存して電気抵抗が変化する現象(磁気抵抗効果)を室温で観測することに成功した。用いた積層構造は反強磁性PtMn(白金マンガン合金)と非磁性のPt(白金)またはW(タングステン)からなる。

様々な試料を用いて系統的に調べた結果,この磁気抵抗効果は主にPtまたはWがスピン・軌道相互作用を介して生成する膜厚方向へのスピンの流れ(スピン流)がPtMnの磁気モーメントにトルクを及ぼし,その反作用が電気抵抗に現れることで生ずる「スピンホール磁気抵抗効果」に由来していることが明らかになったという。

研究グループは,今回用いた基板や材料はいずれも容易に産業利用できるものであり,この研究によってスピントロニクスにおける反強磁性体利用の流れが加速することが期待されるとしている。

キーワード:

関連記事

  • 東北大ら、円偏光を用いた共鳴非弾性X線散乱による磁区識別法を開発

    東北大学、早稲田大学、大阪公立大学は、円偏光を用いた共鳴非弾性X線散乱(RIXS)による新たな磁区識別法を開発した(ニュースリリース)。 交替磁性体は全体としての磁化がゼロでありながら、スピンの分極した電子バンドを持つた…

    2025.11.26
  • 京大,スピン歳差運動をテラヘルツ光で読み出す技術を開発

    京都大学の研究グループは,強磁性体におけるスピン(磁化)歳差運動の情報を,テラヘルツ(THz)光の偏光回転として直接読み出すことに成功した(ニュースリリース)。 近年,情報処理技術の高速化と省電力化を目指し,電子のスピン…

    2025.11.06
  • 京大,磁化歳差をテラヘルツ光で読み出す技術を開発

    京都大学の研究グループは,強磁性体におけるスピン(磁化)歳差運動の情報を,テラヘルツ(THz)光の偏光回転として直接読み出すことに成功した(ニュースリリース)。 従来,磁化の超高速ダイナミクスの検出には,磁気光学効果やT…

    2025.10.30
  • 北大,光の回転が物質を動かす仕組みを解明

    北海道大学の研究グループは,光が物質に与える,回転の力(光トルク)の源である角運動量を,スピンと軌道の二つに分け,それぞれの損失量を個別に測定・解析できる新たな理論を提案した(ニュースリリース)。 光には,まっすぐ進むだ…

    2025.06.10
  • 東北大ら,反磁性体だが磁性を持つ薄膜を放射光分光

    東北大学,高エネルギー加速器研究機構,量子科学技術研究開発機構,台湾同歩輻射研究中心,仏ロレーヌ大学,仏SOLEIL放射光施設は,クロムを含む反強磁性体Cr2Se3に着目し,分子線エピタキシー法によってグラフェン上にCr…

    2025.04.22
  • 京大ら,光電流の計測によりスピンの読み出しを実現

    京都大学,量子科学技術研究開発機構(QST),電力中央研究所は,4H型炭化ケイ素(SiC)結晶中の原子の抜け穴に存在する一つの電子スピンの情報を,光照射により発生する光電流の計測(PDMR法)によって,室温下で電気的に読…

    2025.04.21
  • 東北大ら,半導体内の電子スピン波をSLMで制御

    東北大学,筑波大学,東京理科大学は,プログラム可能な空間光変調器(SLM)を用いた構造化光を利用し,ガリウム・ヒ素(GaAs)/アルミニウム・ガリウム・ヒ素(AlGaAs)の量子井戸中に任意の電子スピン波を直接転写するこ…

    2025.04.11
  • 東北大ら,波と光が強結合した状態を室温で実現

    東北大学,京都工芸繊維大学,京都大学,理化学研究所は,金属のらせん構造と磁石で構成されるメタマテリアルを用いて,室温で光(マイクロ波)と磁石が極めて強く結合した状態を実現した(ニュースリリース)。 超伝導量子ビットを用い…

    2025.02.04

新着ニュース

人気記事

新着記事

  • オプトキャリア