【公開日：2024.09.03】【最終更新日：2024.06.19】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22TU0160
利用課題名 / Title
スピン軌道トルクによる高効率磁化反転
利用した実施機関 / Support Institute
東北大学 / Tohoku Univ.
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）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
スピントロニクス素子・物質, 反強磁性体,電子顕微鏡/Electron microscopy,集束イオンビーム/Focused ion beam
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)
輕部 修太郎
所属名 / Affiliation
東北大学 工学研究科
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
早坂浩二
利用形態 / Support Type
（主 / Main）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
TU-503：超高分解能分析電子顕微鏡
TU-508：集束イオンビーム加工装置
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
近年注目を集めている第3の強的秩序磁性に相当する交互磁性（Altermagnetism）が発現すると考えられている反強磁性金属RuO2の結晶性を調べた。交互磁性は結晶場の異方性が生み出す電子バンド構造に起源を持つため、高品質な結晶であるかどうかを評価する事は非常に重要であり、本課題において観察の依頼を行った。具体的には断面透過電子顕微鏡像を撮影し、原子オーダーで高品位な結晶成長ができていることを確認した。本成果により、RuO2における交互磁性の議論がさらに深まる事が期待できる。
実験 / Experimental
高周波マグネトロンスパッタリング成膜によってサファイア単結晶基板上にエピタキシャル成長したRuO2薄膜を、集束イオンビーム加工装置（FEI Quanta3D/Versa3D）で薄片試料を作製し、オングストロームビーム径の透過電子顕微鏡（JEM-ARM200F）を用いて結晶性を評価した。
結果と考察 / Results and Discussion
観察された透過電子顕微鏡像は、原子層レベルで平坦かつ欠陥がほとんどないRuO2のルチル結晶構造を示した。また電子回折スポットに関してもバルクのサファイア基板由来のスポット付近にRuO2のスポットが明瞭に現れており、単結晶成長を示唆する結果を得た。申請者は同様の手法によって成膜されたRuO2の磁性を調べる研究を行っており、今回の観察で得られた高品位な結晶を反映した実験結果を得ているので、結果に対する整合性も取れている。このような相補的な実験によって、RuO2の交互磁性を明らかにする事ができた。
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：1件