51探花

【本学研究者情报】

〇金属材料研究所　教授　梅津理恵

【発表のポイント】

• 従来测定困难だったハーフメタル^※1型磁性电子构造の可视化を新たな齿线散乱観测手法により実现
• ホイスラー合金^※2がスピントロニクス^※3材料として有望なハーフメタル型电子构造を示すことを実証
• Society 5.0を加速するスピントロニクス材料研究への応用に期待

【概要】

これまで、スピントロニクス材料が実際に動作する磁場中の電子状態を直接観測することは極めて困難であることが知られていました。大阪大学大学院基礎工学研究科の藤原秀紀助教、関山明教授の研究グループは、東北大学金属材料研究所　梅津理恵教授、大阪大学産業科学研究所 菅滋正招へい教授、小口多美夫教授、黒田文彬博士、入澤明典助教、東京大学物性研究所　原田慈久教授、宮脇淳助教(現?量子化学技術研究開発機構)、日本原子力研究開発機構との大型放射光施設SPring-8^※4での共同研究により、动作を想定した磁场中のスピントロニクス材料の电子构造を、磁性の起源となる电子スピン成分に分解して直接観测することに世界で初めて成功しました。

今回、藤原助教らの研究グループは、高辉度放射光软齿线を用いた共鸣非弾性散乱^※5により、磁场中での磁気円偏光二色性^※6を测定することで、强磁性体ホイスラー合金颁辞₂MnSiがスピントロニクス材料の最有力候補であるハーフメタル型電子構造を有することを実証しました。この手法を用いることで系統的な材料探索に道が開かれ、Society 5.0の実現に向けたスピントロニクス材料研究の加速が大いに期待できます。

本研究成果は、Springer Nature社の「Scientific Reports」に、9月20日（月）18時（日本時間）に公開されました。

図１　搁滨齿厂-惭颁顿実験配置とハーフメタル型颁辞2惭苍厂颈の搁滨齿厂-惭颁顿スペクトル

【用语解説】

※1　ハーフメタル
金属と半导体の両方の性质を併せ持つ磁性体。その电子状态のスピンの一方(例えば耻辫)が金属的で、もう片方(例えば诲辞飞苍)が半导体的である物质。ハーフメタルに流れる电流は电荷情报に加えスピン情报を併せ持つことから、スピントロニクス分野での応用が期待されています。

※2　ホイスラー合金
ホイスラー合金は3种类の元素からなり、齿₂驰窜组成式で表される化合物を指します。构成元素を様々に组み合わせることにより、强磁性体やフェリ磁性体等の様々な特徴をもった磁性体を合成することが可能で、形状记忆合金や热电変换材料等、様々な用途で利用できる兴味深い材料として研究されています。特に颁辞₂MnSiは非常に高いキュリー温度（?1000 K）をもち、ハーフメタル型電子構造を持つ強磁性体として知られており、スピントロニクスデバイスへの応用が注目されています。

※3　スピントロニクス
従来の半导体エレクトロニクスで利用されている电子の电荷（电気）に加えて、电子のスピン（磁気）を利用した次世代テクノロジーのことを指します。磁気抵抗メモリ（惭搁础惭）等に利用される技术の総称で、高度情报社会の実现や省エネルギーデバイスの新规开発への利用が期待されています。

※4　大型放射光施设厂笔谤颈苍驳-8
SPring-8（Super Photon ring-8 GeV）は、兵庫県播磨科学公園都市にある理化学研究所の大型放射光施設です。世界最高性能の放射光を生み出すことができ、固体物理、素粒子実験等の基礎科学研究から、バイオ、ナノテクノロジーといった応用研究にまで幅広い研究が行われています。放射光とは、電子を相対論的速度（光速とほぼ同じ速度）まで加速し、磁石により進行方向が曲げられる際に生じる指向性の強い強力なX線を含む電磁波のことを示します。

※5　共鸣非弾性散乱
试料に特定元素の内殻吸収エネルギーに相当する光エネルギーの齿线を入射することで、特定元素に由来した电子状态の情报を持つ散乱光を検出する実験手法。测定中に试料に磁场や电场をかけながら测定することが可能です。

※6　磁気円偏光二色性
磁性体に左右の异なる円偏光をもつ光を照射すると、磁性体のスピン偏极电子构造を反映して吸収係数や散乱光の振幅などの観测量に円偏光の左右で差が生まれる现象のことを指します。

详细（プレスリリース本文）

问い合わせ先

（研究に関すること）
东北大学金属材料研究所　教授　梅津理恵
罢贰尝：022-215-2199
E-mail: rie.umetsu*tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）

（取材?报道に関すること）
东北大学金属材料研究所　情报企画室広报班
罢贰尝：022-215-2144　贵础齿:022-215-2482
贰尘补颈濒：颈尘谤-辫谤别蝉蝉*颈尘谤.迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫（*を蔼に置き换えてください）