ポイント
- 磁気相転移物質の鉄ロジウム（ＦｅＲｈ）と強磁性体の界面で発現する強い垂直磁気異方性の発見
- 磁気相転移による垂直磁気異方性の制御を実証
- 不揮発メモリーを含むスピンデバイスの高密度化に必要な垂直磁化の省電力制御につながる新現象
東海国立大学機構 名古屋大学 大学院理学研究科の大村 浩貴 博士前期課程学生（研究当時）、小森 祥央 助教、井村 敬一郎 講師、谷山 智康 教授らの研究グループは、名古屋大学 超高圧電子顕微鏡施設の荒井 重勇 特任准教授、依田 香保留 技術支援員と共同で、ＦｅＲｈと強磁性体の界面において磁気相転移によって制御可能な巨大な垂直磁気異方性が発現することを発見しました。
不揮発磁気メモリーを始めとするスピンデバイスの高密度化には、漏れ磁場の少ない面直方向の磁化を実現するための、強い垂直磁気異方性を有する強磁性薄膜が求められています。近年、強磁性体／反強磁性体界面における磁気交換結合に基づく垂直磁化の発現が報告され、報告例は少ないものの、従来の複雑な多層構造や強いスピン軌道相互作用を必要としない新たな構造として着目されています。
本研究では、Ｆｅ（強磁性）／ＦｅＲｈ（反強磁性）界面において、磁気交換結合に基づく強い垂直磁気異方性の発現を見いだしました。また、ＦｅＲｈの室温付近での反強磁性－強磁性相転移によって、この垂直磁気異方性を制御できることを実証しました。
ＦｅＲｈの磁気相転移は強誘電体と組み合わせることで、電界での制御が可能となるため、スピンデバイスの高密度化に必要な垂直磁化の省電力制御につながる新現象として期待されます。
本研究成果は、２０２３年６月２９日（日本時間）に国際学術雑誌「Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗ Ａｐｐｌｉｅｄ」に掲載されました。
本研究は、科学技術振興機構（ＪＳＴ） 戦略的創造研究推進事業（ＪＰＭＪＣＲ１８Ｊ１）および創発的研究支援事業（ＪＰＭＪＦＲ２１２Ｖ）、ＪＳＰＳ 科学研究費助成事業（２１Ｈ０４６１４）、二国間共同研究事業（ＪＰＪＳＢＰ１２０１９７７１６）、マテリアル先端リサーチインフラ事業（ＡＲＩＭ）の支援のもとで行われたものです。
＜プレスリリース資料＞
- 本文 ＰＤＦ（５７５ＫＢ）
＜論文タイトル＞
- “Controllable perpendicular magnetic anisotropy in Fe/Fe100−xRhx heterostructures probed by ferromagnetic resonance”
- ＤＯＩ：10.1103/PhysRevApplied.19.064077
＜お問い合わせ先＞
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谷山 智康（タニヤマ トモヤス）
東海国立大学機構 名古屋大学 大学院理学研究科 教授
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