【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.05.17】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23TU0104
利用課題名 / Title
磁性薄膜におけるスピン・熱伝導
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）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
キーワード / Keywords
磁性薄膜,電子顕微鏡/ Electronic microscope,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)
関 剛斎
所属名 / Affiliation
東北大学 金属材料研究所
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
長迫実,伊藤俊,兒玉裕美子,今野豊彦
利用形態 / Support Type
（主 / Main）技術補助/Technical Assistance（副 / Sub）,技術代行/Technology Substitution
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
TU-504：超高分解能透過電子顕微鏡
TU-517：透過電子顕微鏡
TU-508：集束イオンビーム加工装置
TU-507：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)
磁性薄膜におけるスピン流の制御や磁化を使った熱伝導の制御、また熱電変換を高効率に行うことは、スピントロニクスならびにスピンカロリトロニクスにおいて重要な研究課題である。本研究では、断面TEM観察を用いて詳細な構造解析を行うことで、磁性多層膜やスピンホール材料における構造と輸送特性の相関を明らかにし、スピンホール効果や異常ホール効果の増大、さらにはスピン流透過特性の改善に向けた材料設計指針を得ることを目的とした。
実験 / Experimental
・垂直磁化と層間交換結合を示すPt/Co/Ir/Co/Ptの磁性多層膜において、断面TEM観察を行い、層厚や結晶配向、界面の状況を調べた。
・スピンホール材料である非磁性W-Al薄膜において、結晶化の度合いを調べた。
結果と考察 / Results and Discussion
・垂直磁化と層間交換結合を示すPt/Co/Ir/Co/Ptの磁性多層膜については、薄いCo層の層厚の揺らぎが顕著であり、界面が不明瞭になっている傾向が観察された。磁性層における界面の急峻さの度合いは、層間交換結合の強度に関係しているものと考え、現在考察を進めている。
・スピンホール材料である非磁性W-Al薄膜の断面TEM像より、Al濃度を変化させたいずれの試料においても、アモルファス構造になっていることが確認された。この結果は、より大きなスピンホール効果を出す材料の探索に向けて重要な指針となる。
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