山ノ内 路彦 (ヤマノウチ ミチヒコ)

情報科学研究院 情報エレクトロニクス部門 先端エレクトロニクス分野准教授
高等教育推進機構准教授
Last Updated :2025/06/07

■研究者基本情報

学位

  • 博士(工学), 東北大学

Researchmap個人ページ

研究キーワード

  • スピントロニクス
  • spintronics

研究分野

  • ものづくり技術(機械・電気電子・化学工学), 電子デバイス、電子機器

担当教育組織

■経歴

経歴

  • 2020年09月 - 現在
    北海道大学 大学院情報科学研究院
  • 2014年05月 - 2020年08月
    北海道大学, 電子科学研究所, 准教授
  • 2012年04月 - 2014年04月
    東北大学, 電気通信研究所, 助教
  • 2010年04月 - 2012年03月
    東北大学, 省エネルギー・スピントロニクス集積化システムセンター, 助教
  • 2007年04月 - 2010年03月
    日立製作所(株), 基礎研究所, 研究員
  • 2006年10月 - 2007年03月
    国立研究開発法人科学技術振興機構, Ohno semiconductor spintronics project, ERATO, Researcher
  • 2006年10月 - 2007年03月
    独立行政法人科学技術振興機構, ERATO大野半導体スピントロニクスプロジェクト, 研究員

学歴

  • 2003年10月 - 2006年09月, 東北大学, Graduate school of engineering, Doctor course
  • 2003年10月 - 2006年09月, 東北大学, 大学院, 工学研究科 電子工学専攻 博士課程
  • 2002年04月 - 2003年09月, 東北大学, Graduate school of engineering, Master course
  • 2002年04月 - 2003年09月, 東北大学, 大学院, 工学研究科 電子工学専攻 修士課程
  • 1998年04月 - 2002年03月, 東北大学, School of engineering
  • 1998年04月 - 2002年03月, 東北大学, 工学部, 電気・電子・情報・応物系

委員歴

  • 2016年04月 - 2018年03月
    応用物学会北海道支部, 庶務幹事, 学協会

■研究活動情報

受賞

  • 2007年03月, 東北大学大学院工学研究科, 「電気・情報優秀賞」(博士)               
    山ノ内 路彦
  • 2006年09月, 応用物理学会, 第20回応用物理学会 講演奨励賞               
    山ノ内 路彦
  • 2005年12月, 財団法人青葉工学振興会, 第11回研究奨励賞               
    山ノ内 路彦

論文

その他活動・業績

講演・口頭発表等

  • 強磁性酸化物SrRuO3におけるワイル電子に起因したスピントルク               
    山ノ内路彦
    日本物理学会第78回年次大会, 2023年09月17日, シンポジウム・ワークショップパネル(指名)
    [招待講演]
  • Effects of spin-orbit torque on domain wall motion in Ta/MnGa/NiAl structure               
    M. Yamanouchi, N. V. Bao, M. Inoue, T. Uemura
    64th Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials (2019 MMM Conference), 2019年11月08日, 口頭発表(一般)
  • Current-induced effective magnetic field in La0.67Sr0.33MnO3/LaAlO3/SrTiO3               
    M. Yamanouchi, T. Oyamada, H. Ohta
    64th Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials (2019 MMM Conference), 2019年11月05日, 口頭発表(一般)
  • 強磁性酸化物における電流誘起有効磁場               
    山ノ内路彦
    強的秩序とその操作に関わる第9回研究会-若手夏の学校-, 2019年09月16日, 口頭発表(招待・特別)
  • Effects of current on domain wall motion in SrRuO3               
    M. Yamanouchi, T. Oyamada, K. Sato, H. Ohta, J. Ieda
    2019 Joint MMM-Intermag Conference, 2019年01月, ポスター発表
    2019年01月14日 - 2019年01月18日
  • Anomalous magnetotransport properties of La0.67Sr0.33MnO3/LaAlO3/SrTiO3               
    M. Yamanouchi, T. Oyamada, H. Ohta
    2019 Joint MMM-Intermag Conference, ポスター発表
    2019年01月14日 - 2019年01月18日
  • Current-induced modulation of switching magnetic field in La0.67Sr0.33MnO3/SrTiO3 structures               
    M. Yamanouchi, T. Oyamada, T. Katase, H. Ohta
    61st Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials (2016 MMM Conference), 2016年, 口頭発表(一般)
    2016年10月31日 - 2016年11月04日
  • Quantitative determination of intrinsic energy barrier for current induced domain wall motion               
    8th International Symposium on Metallic Multilayers (MML2013), 2013年, ポスター発表
  • Influence of in-plane magnetic fields on current-induced domain wall motion in a perpendicularly magnetized Co/Ni nanowire               
    8th International Symposium on Metallic Multilayers (MML2013), 2013年, ポスター発表
  • Current-induced effective field vector in Ta│CoFeB│MgO with various layer thicknesses               
    8th International Symposium on Metallic Multilayers (MML2013), 2013年, ポスター発表
  • Temperature dependence of spin polarization in Co/Ni nanowires with different Co and Ni thicknesses determined from magnetic domain wall dynamics               
    8th International Symposium on Metallic Multilayers (MML2013), 2013年
  • Monoatomically-layered CoNi film with perpendicular magnetic anisotropy               
    8th International Symposium on Metallic Multilayers (MML2013), 2013年, ポスター発表
  • (Co100-xFex)80B20 composition dependence of interface anisotropy in MgO/CoFeB/Ta stack structure               
    8th International Symposium on Metallic Multilayers (MML2013), 2013年, ポスター発表
  • MgO/CoFeB/Ta/CoFeB/MgO recording structure with low critical current and high thermal stability               
    JSPS York-Tohoku Symposium on Magnetic Materials and Spintronic Devices, 2013年
  • Low-Current Domain Wall Motion MRAM with Perpendicularly Magnetized CoFeB/MgO Magnetic Tunnel Junction and Underlying Hard Magnets               
    2013 Symposia on VLSI Circuits, 2013年
  • 垂直磁気異方性CoFeB-MgO磁気トンネル接合のトンネル磁気抵抗特性の温度依存性               
    第32回電子材料シンポジウム(EMS32), 2013年, ポスター発表
  • Electric-field induced magnetization switching in CoFeB-MgO with different magnetic field angles               
    International Symposium on Advanced Magnetic Materials and Applications (ISAMMA), 2013年
  • Electrical reliability of Co/Ni wire for domain wall motion devices               
    International Symposium on Advanced Magnetic Materials and Applications (ISAMMA), 2013年
  • CuIrチャネルを用いた3端子磁気トンネル接合               
    東北大学電気通信研究所ナノ・スピン実験施設研究発表会, 2013年
  • Spin hall effect in switching of three terminal magnetic tunnel junction with culr channel               
    Joint European Magnetic Symposia (JEMS), 2013年
  • 垂直磁気異方性CoNi超格子膜の作製と磁気特性の評価               
    第37回日本磁気学会学術講演会, 2013年
  • Co/Ni細線における磁壁デピニング確率の測定と計算               
    第37回日本磁気学会学術講演会, 2013年
  • Tuneable chiral domain wall motion by intertwined spin Hall effect and spin transfer torque in ultrathin TaN/CoFeB/MgO               
    Donostia International Conference on Nanoscaled Magnetism and Applications (ICNMA), 2013年
  • Co/Pt multilayer based reference layers in magnetic tunnel junction for novolatile spintronics VLSIs               
    International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM), 2013年
  • Demonstration of a nonvolatile processor core chip with software-controlled trhee-terminal MRAM cells for standby-power critical applications               
    International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM), 2013年
  • 垂直磁化Co/Ni細線中の磁壁電流駆動におけるスピンホール効果の影響               
    日本物理学会秋季大会, 2013年
  • Distribution of critical current density for magnetic domain wall motion               
    58th Magnetism and Magnetic Materials (MMM), 2013年
  • Magnetization reversal induced by in-plane current in Ta/CoFeB/MgO structures with perpendicular magnetic easy axis               
    58th Magnetism and Magnetic Materials (MMM), 2013年
  • Co/Pt multilayer-based magnetic tunnel junctions with thin Ta spacer layer               
    58th Magnetism and Magnetic Materials (MMM), 2013年
  • Temperature dependence of thermal stability factor of CoFeB-MgO magnetic tunnel junctions with perpendicular easy-axis               
    58th Magnetism and Magnetic Materials (MMM), 2013年
  • Two-barrier stability in current-induced domain-wall motion device               
    58th Magnetism and Magnetic Materials (MMM), 2013年, ポスター発表
  • Cuベースチャネル3端子磁気トンネル接合               
    応用物理学会スピントロニクス研究会・日本磁気学会スピンエレクトロニクス専門研究会共同主催研究会「元素戦略、環境調和を視野に入れたスピントロニクスの新展開」, 2013年
  • 垂直磁化容易CoFeB-MgO磁気トンネル接合における電流誘起磁化反転の面内磁場依存性               
    応用物理学会東北支部講演会, 2013年
  • MgO/Fe(B)/MgO積層膜の磁気特性               
    応用物理学会東北支部講演会, 2013年
  • Temperature dependence of electric-field effects on magnetic anisotropies in Ta-CoFeB-MgO               
    Physics and Applications of Spin-related Phenomena in Semiconductors (PASPS-18), 2013年, ポスター発表
  • 20-nm magnetic domain wall motion memory with ultralow-power operation               
    2013 IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM), 2013年
  • Comprehensive study of CoFeB-MgO magnetic tunnel junction characteristics with single- and double-interface scaling down to 1X nm               
    2013 IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM), 2013年
  • Quantitative determination of intrinsic energy barrier for current induced domain wall motion               
    8th International Symposium on Metallic Multilayers (MML2013), 2013年, ポスター発表
  • Influence of in-plane magnetic fields on current-induced domain wall motion in a perpendicularly magnetized Co/Ni nanowire               
    8th International Symposium on Metallic Multilayers (MML2013), 2013年, ポスター発表
  • Current-induced effective field vector in Ta│CoFeB│MgO with various layer thicknesses               
    8th International Symposium on Metallic Multilayers (MML2013), 2013年, ポスター発表
  • Temperature dependence of spin polarization in Co/Ni nanowires with different Co and Ni thicknesses determined from magnetic domain wall dynamics               
    8th International Symposium on Metallic Multilayers (MML2013), 2013年
  • Monoatomically-layered CoNi film with perpendicular magnetic anisotropy               
    8th International Symposium on Metallic Multilayers (MML2013), 2013年, ポスター発表
  • (Co100-xFex)80B20 composition dependence of interface anisotropy in MgO/CoFeB/Ta stack structure               
    8th International Symposium on Metallic Multilayers (MML2013), 2013年, ポスター発表
  • MgO/CoFeB/Ta/CoFeB/MgO recording structure with low critical current and high thermal stability               
    JSPS York-Tohoku Symposium on Magnetic Materials and Spintronic Devices, 2013年
  • Low-Current Domain Wall Motion MRAM with Perpendicularly Magnetized CoFeB/MgO Magnetic Tunnel Junction and Underlying Hard Magnets               
    2013 Symposia on VLSI Circuits, 2013年
  • 垂直磁気異方性CoFeB-MgO磁気トンネル接合のトンネル磁気抵抗特性の温度依存性               
    第32回電子材料シンポジウム(EMS32), 2013年, ポスター発表
  • Electric-field induced magnetization switching in CoFeB-MgO with different magnetic field angles               
    International Symposium on Advanced Magnetic Materials and Applications (ISAMMA), 2013年
  • Electrical reliability of Co/Ni wire for domain wall motion devices               
    International Symposium on Advanced Magnetic Materials and Applications (ISAMMA), 2013年
  • CuIrチャネルを用いた3端子磁気トンネル接合               
    東北大学電気通信研究所ナノ・スピン実験施設研究発表会, 2013年
  • Spin hall effect in switching of three terminal magnetic tunnel junction with culr channel               
    Joint European Magnetic Symposia (JEMS), 2013年
  • 垂直磁気異方性CoNi超格子膜の作製と磁気特性の評価               
    第37回日本磁気学会学術講演会, 2013年
  • Co/Ni細線における磁壁デピニング確率の測定と計算               
    第37回日本磁気学会学術講演会, 2013年
  • Tuneable chiral domain wall motion by intertwined spin Hall effect and spin transfer torque in ultrathin TaN/CoFeB/MgO               
    Donostia International Conference on Nanoscaled Magnetism and Applications (ICNMA), 2013年
  • Co/Pt multilayer based reference layers in magnetic tunnel junction for novolatile spintronics VLSIs               
    International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM), 2013年
  • Demonstration of a nonvolatile processor core chip with software-controlled trhee-terminal MRAM cells for standby-power critical applications               
    International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM), 2013年
  • 垂直磁化Co/Ni細線中の磁壁電流駆動におけるスピンホール効果の影響               
    日本物理学会秋季大会, 2013年
  • Distribution of critical current density for magnetic domain wall motion               
    58th Magnetism and Magnetic Materials (MMM), 2013年
  • Magnetization reversal induced by in-plane current in Ta/CoFeB/MgO structures with perpendicular magnetic easy axis               
    58th Magnetism and Magnetic Materials (MMM), 2013年
  • Co/Pt multilayer-based magnetic tunnel junctions with thin Ta spacer layer               
    58th Magnetism and Magnetic Materials (MMM), 2013年
  • Temperature dependence of thermal stability factor of CoFeB-MgO magnetic tunnel junctions with perpendicular easy-axis               
    58th Magnetism and Magnetic Materials (MMM), 2013年
  • Two-barrier stability in current-induced domain-wall motion device               
    58th Magnetism and Magnetic Materials (MMM), 2013年, ポスター発表
  • Cuベースチャネル3端子磁気トンネル接合               
    応用物理学会スピントロニクス研究会・日本磁気学会スピンエレクトロニクス専門研究会共同主催研究会「元素戦略、環境調和を視野に入れたスピントロニクスの新展開」, 2013年
  • 垂直磁化容易CoFeB-MgO磁気トンネル接合における電流誘起磁化反転の面内磁場依存性               
    応用物理学会東北支部講演会, 2013年
  • MgO/Fe(B)/MgO積層膜の磁気特性               
    応用物理学会東北支部講演会, 2013年
  • Temperature dependence of electric-field effects on magnetic anisotropies in Ta-CoFeB-MgO               
    Physics and Applications of Spin-related Phenomena in Semiconductors (PASPS-18), 2013年, ポスター発表
  • 20-nm magnetic domain wall motion memory with ultralow-power operation               
    2013 IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM), 2013年
  • Comprehensive study of CoFeB-MgO magnetic tunnel junction characteristics with single- and double-interface scaling down to 1X nm               
    2013 IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM), 2013年
  • Thickness dependence of thermal stability factor in CoFeB/MgO perpendicular magnetic tunnel junctions               
    International Magnetics Conference (INTERMAG), 2012年
  • CoFeB composition dependence of magnetic anisotropy and tunnel magnetoresistance in CoFeB/MgO stack structures               
    International Magnetics Conference (INTERMAG), 2012年
  • Factors Determining Thermal Stability in CoFeB-MgO Perpendicular Junctions               
    9th RIEC International Workshop on Spintronics, 2012年
  • Electromotive Forces in (Ga, Mn)As-based Structures               
    9th RIEC International Workshop on Spintronics, 2012年
  • Magnetic Anisotropy of Co/Pt based Electrodes for Magnetic Tunnel Junctions with perpendicular Magnetic Easy Axis               
    9th RIEC International Workshop on Spintronics, 2012年, ポスター発表
  • High-Speed and Reliable Domain Wall Motion Device: Material Design for Embedded Memory and Logic Application               
    2012 Symposium on VLSI Technology, 2012年
  • Retention time under currents and magnetic fields in a CoFeB/MgO perpendicular magnetic tunnel junction               
    19th International Conference on Magnetism (ICM2012), 2012年, ポスター発表
  • 垂直磁気トンネル接合におけるCo/Pt電極の磁気異方性のPt膜厚および熱処理温度依存性               
    第31回電子材料シンポジウム, 2012年
  • Perpendicular CoFeB-MgO magnetic tunnel junction               
    SPIE Nanoscience+Engineering 2012, 2012年
  • CoFeB-MgO垂直磁化容易磁気トンネル接合における強磁性共鳴のホモダイン検出               
    第73回応用物理学会学術講演会, 2012年
  • MgO/CoFeB/Ta/CoFeB/MgO構造を用いた垂直磁気容易磁気トンネル接合               
    第73回応用物理学会学術講演会, 2012年, ポスター発表
  • 垂直磁気異方性CoFeB-MgO接合における電界誘起磁化反転               
    第73回応用物理学会学術講演会, 2012年
  • Domain wall depinning probability - Experiment and Theory               
    21th International Colloquium on Magnetic Films and Surfaces (ICMFS), 2012年, ポスター発表
  • Ferromagnetic resonance by means of homodyne detection technique in CoFeB/MgO magnetic tunnel junctions with perpendicular easy axis               
    21th International Colloquium on Magnetic Films and Surfaces (ICMFS), 2012年, ポスター発表
  • Magnetic Anisotropy in CoFe(B)/MgO Stack Structures               
    International Conference of the Asian Union of Magnetics Societies (ICAUMS), 2012年, ポスター発表
  • Spintronics devices for nonvolatile memory and logic               
    12th Non-Volatile Memory Technology Symposium (NVMTS), 2012年
  • Thickness dependence of thermal stability factor in CoFeB/MgO perpendicular magnetic tunnel junctions               
    International Magnetics Conference (INTERMAG), 2012年
  • CoFeB composition dependence of magnetic anisotropy and tunnel magnetoresistance in CoFeB/MgO stack structures               
    International Magnetics Conference (INTERMAG), 2012年
  • Factors Determining Thermal Stability in CoFeB-MgO Perpendicular Junctions               
    9th RIEC International Workshop on Spintronics, 2012年
  • Electromotive Forces in (Ga, Mn)As-based Structures               
    9th RIEC International Workshop on Spintronics, 2012年
  • Magnetic Anisotropy of Co/Pt based Electrodes for Magnetic Tunnel Junctions with perpendicular Magnetic Easy Axis               
    9th RIEC International Workshop on Spintronics, 2012年, ポスター発表
  • High-Speed and Reliable Domain Wall Motion Device: Material Design for Embedded Memory and Logic Application               
    2012 Symposium on VLSI Technology, 2012年
  • Retention time under currents and magnetic fields in a CoFeB/MgO perpendicular magnetic tunnel junction               
    19th International Conference on Magnetism (ICM2012), 2012年, ポスター発表
  • 垂直磁気トンネル接合におけるCo/Pt電極の磁気異方性のPt膜厚および熱処理温度依存性               
    第31回電子材料シンポジウム, 2012年
  • Perpendicular CoFeB-MgO magnetic tunnel junction               
    SPIE Nanoscience+Engineering 2012, 2012年
  • CoFeB-MgO垂直磁化容易磁気トンネル接合における強磁性共鳴のホモダイン検出               
    第73回応用物理学会学術講演会, 2012年
  • MgO/CoFeB/Ta/CoFeB/MgO構造を用いた垂直磁気容易磁気トンネル接合               
    第73回応用物理学会学術講演会, 2012年, ポスター発表
  • 垂直磁気異方性CoFeB-MgO接合における電界誘起磁化反転               
    第73回応用物理学会学術講演会, 2012年
  • Domain wall depinning probability - Experiment and Theory               
    21th International Colloquium on Magnetic Films and Surfaces (ICMFS), 2012年, ポスター発表
  • Ferromagnetic resonance by means of homodyne detection technique in CoFeB/MgO magnetic tunnel junctions with perpendicular easy axis               
    21th International Colloquium on Magnetic Films and Surfaces (ICMFS), 2012年, ポスター発表
  • Magnetic Anisotropy in CoFe(B)/MgO Stack Structures               
    International Conference of the Asian Union of Magnetics Societies (ICAUMS), 2012年, ポスター発表
  • Spintronics devices for nonvolatile memory and logic               
    12th Non-Volatile Memory Technology Symposium (NVMTS), 2012年

共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 磁性ワイル半金属磁気トンネル接合
    科学研究費助成事業
    2022年06月30日 - 2025年03月31日
    山ノ内 路彦, 植村 哲也
    日本学術振興会, 挑戦的研究(萌芽), 北海道大学, 22K18961
  • ワイル点を有する強磁性体における電流誘起磁壁移動
    科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    2020年04月 - 2023年03月
    山ノ内 路彦
    本研究では、ワイル点を有する強磁性体においてワイル点が電流誘起磁壁移動に与える効果を明らかにすることを主目的としている。本年度は、フェルミ準位近傍にワイル点を有する強磁性体SrRuO3において、前年度より広い範囲で温度を変え、ワイル点とフェルミ準位の相対的位置を系統的に変化させた時に電流が磁壁に及ぼす有効磁場がどのように変化するかを詳細に調べることにより、本研究の目的の達成をめざした。その結果、単位電流当たりに誘起される有効磁場は温度に対して2つのピークをもつ特異な温度依存性を示し、かつその大きさは強磁性金属で報告されている値よりも2桁程度大きいことがわかった。これらの結果は従来機構では説明できないため、SrRuO3における電流誘起磁壁移動はこれまでに観測されていない新たな機構に関係していると推察された。そのような中で、最近になって、フェルミ準位近傍にワイル点を有する強磁性体においては、磁壁を横切るように電界を印加すると、ワイル点近傍のワイルフェルミオンによってトポロジカルホールトルクと呼ばれる新規のトルクが磁壁に作用することが理論的に示され、本研究で観測された有効磁場との関連が期待された。実験結果とトポロジカルホールトルクによる有効磁場の理論計算を比較したところ、この有効磁場の特異な温度依存性、及び大きさは、ともにトポロジカルホールトルクで説明できることがわかった。これらの結果から、ワイル点を有する強磁性体においては、ワイルフェルミオンに起因したトポロジカルホールトルクによって、高効率な電流誘起磁壁移動や特異な温度依存性を示す電流誘起磁壁移動が発現すると考えられる。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 20H02598
  • 原子層制御による新しい材料機能探索
    科学研究費助成事業
    2013年06月28日 - 2018年03月31日
    太田 裕道, 平松 秀典, 片瀬 貴義, 山ノ内 路彦
    原子レベルで厚さ制御された薄膜「ナノ層」を作製し、新しい材料機能の探索を行うとともに、作製した試料を他班に提供することでナノ構造情報の開拓に取り組んだ。主な結果を列挙する。1. 酸化物人工超格子で熱を電気に変換する性能をバルク比2倍の増強に成功した、2. 透明酸化物半導体薄膜の電子移動度抑制の起源を解明し、高電子移動度を実現した、3. 半導体二次元電子ガスが高い熱電変換出力因子を示すことを見出した、4. 光透過率・電気抵抗率・磁気的性質を同時に変えられる薄膜デバイスを実現した、5. 金属テープ基板上で、実用レベルに匹敵する臨界電流密度を示す鉄系超伝導薄膜を実現した。
    日本学術振興会, 新学術領域研究(研究領域提案型), 北海道大学, 25106007
  • 酸化物ヘテロ構造におけるスピン軌道トルク               
    科学研究費補助金(若手研究(A) )
    2015年04月 - 2017年03月
    山ノ内路彦
    文部科学省, 研究代表者, 競争的資金
  • GaAs/AlGaAs量子細線構造におけるスピン永久旋回状態の形成とスピン輸送
    科学研究費助成事業
    2012年04月01日 - 2014年03月31日
    大野 裕三, 山ノ内 路彦
    スピン軌道相互作用(SOI)はスピントロニクスにおいて非常に重要な働きをする。なぜなら,SOIによる有効磁界によってスピンを操作したり,またスピン緩和の原因となるからである。本研究では、時間分解カー回転測定法を用いて,Rashba SOIとDresselhaus SOIがきわめて近い変調ドープGaAs/AlGaAs量子井戸を用い,幅1~10ミクロン幅に加工した細線構造におけるスピンアンサンブルのダイナミクスを調べた.また,時空間分解カー回転顕微鏡を構築し,ゲート付きGaAs/AlGaAs量子井戸において永久スピン旋回状態を実証した.
    日本学術振興会, 挑戦的萌芽研究, 筑波大学, 24656003
  • 半導体・磁性体ハイブリッド構造におけるスピン制御とスピンダイナミクスの光検出
    科学研究費助成事業
    2011年11月18日 - 2014年03月31日
    大野 裕三, 山ノ内 路彦
    本研究では,垂直磁化を有するCoFeBを強磁性層とするCoFeB/MgO/GaAs磁気トンネル接合を有する3端子阻止を作製し,磁気輸送特性測定,および顕微カー回転測定を行い,半導体GaAsにおけるスピン蓄積とスピン検出を実施した.磁気輸送測定では,スピン注入・蓄積を示唆するHanle効果を確認した.一方で,顕微カー回転測定においては±2Tの強い面内磁界を印加してもカー回転信号が残った.以上の結果から,明瞭なスピン注入・蓄積の光検出はできなかった.本研究を通じて,MgOとGaAs界面が面直スピン注入において重要であることがわかった.
    日本学術振興会, 基盤研究(A), 23246002
  • 面内磁化膜における内因性ピニング
    科学研究費補助金(若手研究(B))
    2012年 - 2013年
    山ノ内 路彦
    面内磁化膜において電流誘起磁壁移動の閾値電流の内因性ピニング、及び外因性ピニング依存性を調べるため、必要な積層膜の作製方法と素子構造を検討した。そして外因性ピニングが内因性ピニングより小さい面内磁化膜細線の作製方法、及び面内磁化膜細線において電流磁場を利用して細線内に磁壁を初期配置する構造を提案した。また、それらの知見をもとに面内磁化膜において電流誘起磁壁移動を調べるための素子を試作した。
    文部科学省, 若手研究(B), 東北大学, 研究代表者, 競争的資金, 24760249
  • スピン注入磁壁移動の機構と応用に関する研究
    科学研究費助成事業
    2003年 - 2005年
    山ノ内 路彦
    今年度は、強磁性半導体ガリウムマンガン砒素における電流誘起磁壁移動の機構を調べるために、面直方向に磁化容易軸をもつガリウムマンガン砒素において、電流誘起磁壁移動速度の電流密度依存性および温度依存性を測定し、現在提案されている理論との比較を行った。まず、磁壁移動速度を評価するための素子作成を行った。バッファ層として、徐々にインジウム組成を変えたインジウムアルミニウム砒素を用いることにより、転位に起因した表面の凹凸を低減した。幅5μmのチャネルを形成した後、チャネル表面を部分的にエッチングすることにより、面内に保磁力の異なる2つの領域を作製した。磁壁移動速度の評価は以下のように行った。保磁力差を利用して外部磁場により、領域境界に磁壁を配置した後、電流パルスを印加して磁壁を移動させた。磁壁の位置はカー効果偏光顕微鏡を用いて観察した。磁壁が掃引した面積をチャネル幅で割ったものを実効磁壁移動距離d_と定義し、d_のパルス幅w_p依存性を測定した。d_はw_pに対してほぼ線形に変化することが分かった。そこで、その傾きを実効磁壁移動速度v_と定義し、v_の電流密度jおよび温度T_a依存性を測定した。v_はjとT_aの関数で10^<-4>〜10^1m/sオーダにわたって制御可能であり、そのj依存性には少なくとも2つの領域があることが分かった。高電流密度領域(>3x10^5 A/cm^2)においては、v_はjにほぼ線形に変化し、最高で22m/sの磁壁移動速度が得られた。理論との比較から、この領域の電流誘起磁壁移動機構はキャリアスピンから局在磁気スピンへのスピンのトランスファによって説明できることが分かった。低電流密度領域においては、v_のj依存性は現象論的なスケーリング則に従い、電流により磁壁のクリープが誘起されていると考えられる
    日本学術振興会, 特別研究員奨励費, 東北大学, 03J50091

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