【公開日：2023.07.28】【最終更新日：2023.05.12】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22HK0071
利用課題名 / Title
Co基ホイスラー合金・強磁性酸化物を用いたスピン機能デバイスの研究
利用した実施機関 / Support Institute
北海道大学
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
膜加工・エッチング/Film processing and Etching,蒸着・成膜/Evaporation and Deposition,EB,スピントロニクス/ Spintronics
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
山ノ内 路彦
所属名 / Affiliation
大学院情報科学研究院
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
中村圭祐
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術代行/Technology Substitution
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
HK-621：反応性イオンエッチング装置
HK-601：超高精度電子ビーム描画装置(100kV)
HK-705：ダイシングソー
HK-615：パルスレーザー堆積装置
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
近年，トポロジカルな電子状態の一つであるワイル点を持った強磁性体を用いることにより、低消費電力なスピントロニクスデバイスの実現が期待されている。しかし，スピントロニクスデバイスの性能に与えるワイル点の効果は，実験的には明らかになっていない。そこで，ワイル点をもつことが理論的に示されているCo基ホイスラー合金Co2MnAl，Co2MnGa，及び強磁性酸化物SrRuO3において，ワイル点に関係したスピントロニクス現象を調べた
実験 / Experimental
MgO基板上にCo2MnAl，及びCo2MnGa薄膜をベースとした強磁性ヘテロ構造を成膜した後，ホールバー形状デバイスに加工し，スピン軌道トルクや電流誘起磁壁移動を調べた．ここで，これらのデバイス作製の際に，保護層としてSiO2を形成し，RIEを用いてコンタクトホールを形成した．また，SrTiO3基板上にパルスレーザー堆積装置を用いてSrRuO3薄膜を成膜した後，ホールバー形状デバイスに加工して，電流が磁壁移動に与える影響を調べた．
結果と考察 / Results and Discussion
Co2MnAlをスピン源とする強磁性ヘテロ構造において，無磁場下でスピン軌道トルクによる垂直磁化のスイッチングに成功した．また，Co2MnGa垂直磁化膜において，電流誘起磁壁移動を観測した．この電流誘起磁壁移動はスピン軌道トルクだけでは説明できないことから，ワイル点の寄与が推察される．さらに，SrRuO3において，電流が磁壁へ及ぼす効果の温度依存性を詳細に調べることにより，ワイル点に起因する新規のトルクが磁壁に作用していることを明らかにした．
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件