従来の課題 TMR素子は、磁性体の間にある極薄の絶縁層を電子が量子トンネル効果で通過することで動作します。この絶縁層には、現在主に酸化マグネシウム(MgO)が使用されています。MgOは、磁気状態による抵抗の変化率(TMR比)が高く、磁気状態の検出性能に優れている一方で、電子が通りにくい「バリア高さ」が高いため、トンネル電流が抑制され、素子全体の電気抵抗が大きくなるという課題がありました。このため、トンネル効果を維持しながらバリア高さを下げ、トンネル電流を増加させられる新たなバリア材料の開発が強く求められていました。 ...

従来の課題 TMR効果は、磁性層/絶縁層/磁性層という薄膜素子において、左右の磁性層の磁化の向きが平行な場合と反平行な場合とで、素子の電気抵抗が異なる現象です。磁気センサーや磁気メモリなど応用範囲の拡大に向けて、電気抵抗の変化率(TMR比)のさらなる向上が求められています。NIMSは近年、TMR比の世界最高記録を更新し、「TMR比が絶縁層の膜厚に応じて振動する現象(TMR振動現象)」の解明がTMR比をさらに高めるための鍵であることを示しました。しかし、TMR振動現象は、過去に多くの研究がなされたにもかかわらず、その起源が20年以上...

超伝導とは、ある特定の温度以下で金属の電気抵抗がゼロになり、電気がスムーズに流れるようになる現象です。多くの超伝導体はおよそ−200℃以下という非常に低い温度でしかこの性質を示さないため、より高い温度で超伝導を示す物質が望まれる一方、超伝導の発現機構と超伝導転移温度を高める指針は解明されていません。電気の流れや振動を詳しく調べることで、これらの課題を解決する手がかりが得られる可能性があります。東北大学学際科学フロンティア研究所の鈴木博人助教らの研究グループは、量子科学技術研究開発機構(QST) NanoTerasu センター、...

従来の課題 従来の熱アシスト磁気記録方式では、レーザーで媒体を加熱して情報を記録しますが、その熱エネルギーは媒体内で廃熱され、記録効率に寄与していませんでした。また、媒体を高温に加熱するプロセスは多くのエネルギーを消費し、繰り返し動作による磁気的・物理的な劣化や、媒体そのものの損傷が課題とされてきました。 成果のポイント 当研究グループは、レーザー照射時に記録媒体内に生じる温度差に着目し、鉄白金(FePt)記録層の下層にマンガン白金(MnPt)反強磁性層を挿入する新...

NIMS、東北大学と光科学イノベーションセンターからなる研究チームは、わずか1日の実験で、ハーフメタル性を有するCo-Mn-Siホイスラー合金のスピン分極状態が最も高い組成を同定することに成功しました。1つの基板上に組成を徐々に変化させた組成傾斜薄膜を作製し、高輝度放射光施設 NanoTerasuにおける強力な放射光源を用いた計測により実現した成果です。超高効率なハーフメタル材料の最適化が可能になることで、高性能スピンデバイス用の新材料開発が加速することが期待されます。ハーフメタル材料は、伝導電子の...

NIMSは、電極界面における局所的な酸性度(pH)変化を高精度で観測し、その変化が電極触媒活性(特に酸素発生反応)に及ぼす影響を正確に評価する計測手法を提示しました。これにより、異なる酸性度条件下で得られた触媒活性データを統一的な基準で比較でき、水電解装置の効率化や二酸化炭素(CO2)排出削減を通じて持続可能なエネルギー社会の実現に貢献することが期待されます。再生可能エネルギー由来の電力で水を分解して得られる「グリーン水素」は、CO2を出発物質とする化学工...