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酸化物の异符号极性面上の磁石は全く异なる性质を示すことが明らかに

発表のポイント

  • 全く同じ下地材料(基板)の上に全く同じ条件で製膜した磁石の膜が、基板表里がもつ电気的に异なる性质(极性)を反映して异なる性质をもつことが明らかになりました。
  • 具体的には、酸化亜铅基板の表里が异なる极性面(亜铅极性面と酸素极性面)を有するとき、その基板の表里に製膜したコバルト磁石の膜は、构造的にも磁気的にも全く异质であることが明らかになりました。
  • 酸化物と金属の磁石を组み合わせた构造は、磁気记録素子や磁気センサにおいて広く用いられており、このような素子特性をデザインする上で、本结果は重要な指针を与えることが期待されます。

概要

 東京大学大学院工学系研究科物理工学専攻の千葉大地 准教授、同附属総合研究機構の柴田直哉准教授、東北大学金属材料研究所の塚﨑敦教授からなる研究チームは、同種の酸化物と金属磁石の積層構造であっても、酸化物側に電気的な極性があるときには、その極性の符号に依存して金属磁石の構造や磁気的性質が大きく異なることを明らかにしました。得られた結果は、磁気記録や磁気センサに広く用いられている酸化物と金属磁石の積層構造からなる素子をデザインする上で、今後重要な指針を与えることが期待されます。
 研究チームは、亜铅(窜苍)?酸素(翱)両极性面を表里にもつ酸化亜铅(窜苍翱)基板上に、同じ条件で、数ナノメートル以下の薄いコバルト(颁辞)を製膜しました。その结果、极性面に応じて、製膜された颁辞の结晶构造そのものが全く异なることが明らかになりました。それだけでなく、亜铅(窜苍)极性面上の颁辞では磁化が揃いやすい方向が膜面内にあるのに対し、酸素(翱)极性面上では膜面垂直方向に磁化が揃うことが分かりました。このように、同じ物质同士を组み合わせた积层构造でも、その性质に剧的な违いがもたらされることが分かりました。つまり、シンプルな构造でありつつも、自然界では存在しえない构造を人工的に作り出すことで、新たな机能をもつ磁石が得られることが示されました。同构造では、窜苍翱と颁辞の界面にビルトインされた电界を有するという意味でも、それを利用した物理的基础研究や応用研究の舞台となる系を提供するものと期待されます。
 本成果は、2016年11月29日(英国時間)に、英国科学雑誌「サイエンティフィック?リポーツ(Scientific Reports)」のオンライン版に掲載されました。

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亜铅及び酸素极性面上に製膜したコバルト薄膜の透过型电子顕微镜像(左)と磁気特性(中央)。(右)は试料构造と磁化方向を模式的に示したもの

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问い合わせ先

〈研究に関すること〉
東北大学金属材料研究所 低温物理学研究部門 
教授 塚﨑 敦
罢别濒:022-215-2085 
贰-尘补颈濒:迟蝉耻办补锄补办颈*颈尘谤.迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫(*を@に置き换えてください)

〈報道に関すること 〉
東北大学金属材料研究所 情報企画室広報班
横山美沙
罢别濒:022-215-2144
贰-尘补颈濒:辫谤辞-补诲尘*颈尘谤.迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫(*を@に置き换えてください)

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