フェリ磁性体は、正味の磁化が0となる磁化補償温度(T_M_)を持つ物質として長年注目を集めてきた。しかしながら、フェリ磁性体の

、特に磁性体/非磁性金属の二層膜で発現するスピンホールについては、ほとんど研究されてこなかった。我々は、フェリ磁性体GdFeCo/Ptにおいて異常ホール効果・異方性・スピンホールの温度依存性を測定した。本講演では、これらのの温度依存機構について発表する予定である。

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超伝導や電荷密度波、巨大

といった物性を示すことから遷移金属化合物が注目を集めている。本講演での対象物質であるCaMn_2_Bi_2_は上下に折れ曲がったハニカム格子を持つ反強磁性体であり、最近になって単結晶育成と基礎物性の報告がなされている。我々はCaMn_2_Bi_2_の磁気輸送特性を明らかにするため単結晶試料を育成しの測定を行った。測定の結果、8Tまでの領域において左右非対称なを 観測した。講演ではこのについて議論する。

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軸配位型金属フタロシアニン分子結晶は分子内π-d相互作用の影響で発達した電荷秩序を磁場で崩すことにより負の巨大

を発現する。我々はこの系において、スピン密度を操作し巨大に対する局在スピン密度効果を調べてきた。今回、改良された合成方法によって均質な単結晶の育成に成功し、巨大のスピン密度効果を、磁化率など他の物性と併せて議論できるようになったためその結果を報告する。

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半金属はキャリアに電子と正孔を持ち、それらの補償性と移動度に応じて、巨大な

を示す。近年、二元系の高移動度補償半金属において2K、10Tの磁場中で数千倍を超えるを示すものが発見され、注目されている。我々は、合成方法を改良し、超高移動度と補償性を備えた半金属NbAs_2_単結晶の合成に成功した。その単結晶において、50Tの磁場中で飽和の兆候を示さないまま、300万倍を超える(従来の100倍)を観測したので、これについて発表する。

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我々は、電気磁気効果物質の量子輸送現象の開拓を目的とし、その候補物質としてBaMn_2_As_2_の研究を進めている。単結晶BaMn_2_As_2_の強磁場下での回転磁場中の電気抵抗を測定することで、異方的

の観測を行った。前年度までの研究で電流方向が正方晶(100)及び(110)におけるの測定を終えている。その結果、低温低磁場領域において新たな相があることが明らかになった。今回は、この相の解明に向けて電流方向が正方晶(001)におけるの測定を行った。

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Mn2O3とα-Fe2O3をモル比x:(3-x)で混合し、Ar雰囲気中にて1200˚Cで焼成して強磁性体である(Mn,Fe)3O4と反強磁性体であるα-Fe2O3の混合複合体を合成した。同様に、種々の遷移金属酸化物を用いて(M, Fe)3O4(M=Co, Ni, Zn)とα-Fe2O3の複合体を合成し、各生成物のについて検討したところ、Mnを用いた系においてx=0.25の組成で、室温において2.51%のが得られた。各生成物のの大きさは強磁性相の飽和磁化の大きさに依存している可能性が示唆された。

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数原子層の厚さの強磁性金属と非磁性金属を交互に積み重ねた金属多層膜では磁界により電気抵抗が大きく変化する.1988年に発見された,この現象,巨大(GMR),は磁性と電気伝導の様々な問題を提起するとともに,スピンエレクトロニクス(スピントロニクス)と呼ばれるナノテクノロジーの新分野を生み出した.そして,現在,数原子層の絶縁体を強磁性金属ではさんで得られるトンネル素子の(TMR)がより大きな基礎および応用の分野へと発展している.さらに,これらの研究はナノメートル領域での電荷の流れ(電流)と磁気の流れ(スピン流)の相互作用から生み出される物理現象としての理解が進んでいる.

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スピン自由度とバレー自由度の排他的結合は遷移金属カルコゲナイド(TMD)の持つ最も重要な特徴の一つである。スピンの散乱を伴う電気伝導では一般的に特徴的な

が出現する。本研究ではTMDにおけるを観測し、スピンとバレーの結合が電気伝導に与える影響を考察する。

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The structure and tunnel magneto-resistance of (Fe-Ni or Fe-Co)-(Mg-F) nano-granular thin films were investigated. The films were prepared by a tandem deposition method, using Fe-Ni or Fe-Co alloy and MgF₂ insulator targets. A granular structure was found to be consisted of Fe-Ni or Fe-Co based nano-granules surrounded by thin intergranules of Mg based fluoride which were crystallized with a MgF₂ structure. These films show tunnel-type magnetoresistance which is caused by the film structure. The GIGS^® (Granular-in-Gap-Sensor) consisting of the (Fe-Co)-(Mg-F) nano-granular thin film filled into a narrow gap of soft magnetic a-CoFeSiB thin film was prepared. GIGS^® has large electrical resistance (10kΩ-10MΩ) because of high electrical resistivity of metal-nonmetal nano-granular film. The large electric resistivity causes the reduction of the electricity consumption.

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強相関電子系物質であるLa_1-xSr_xMnO₃(LSMO)は二重交換相互作用によりスピン分極が大きく、巨大な(CMR：colossal magneto resistance)を示すことから新規デバイスへの応用が期待されている。しかし大きなMR効果を得るためには大きな磁界が必要であり、また室温以上で動作しないという問題を抱えている。 一方多結晶体LSMOでは、低磁場で大きな抵抗変化率を得ることができる粒界散乱型に関する報告がある。そこで粒界を活かした新規機能性デバイス実現の可能性から、T_Cが室温以上の多結晶体LSMO、Sr₂FeMoO₆系物質の粒界散乱型について評価検討を行った。

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MｇO(001)トンネル障壁のトンネルと界面状態

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磁場中で電気抵抗が大きく変化する現象は巨大

と呼ばれる．ハードディスクの磁気ヘッドにも応用されている身近な現象であり，スピンの自由度も活用したエレクトロニクス，いわゆる，スピントロニクスの研究における代表的な例でもある．一般的な金属において，電気抵抗率の磁場による変化は大きなものではない．そこで，局在スピンを利用することで，磁場効果を増幅させて伝導電子に伝えることが有効となる．伝導電子と局在スピン間の相互作用は，巨大に限らず，これまで近藤効果や重い電子系などの豊かな物理を提供してきた．この相互作用が物性に及ぼす影響を理解することは，物理を深化させる上でも新材料開発においても重要である．

従来の巨大

は，強磁性薄膜と非磁性薄膜の多層膜やマンガン酸化物など，主として無機化合物を舞台に研究されてきた．これを，強相関電子系の宝庫とも言える分子性伝導体で発現させることはできないか？　そして，分子が有する自由度を活用することで，無機化合物系とは違う科学を展開できないか？　分子性化合物における研究展開には化学と物理の協力が必須となる．

分子性化合物では，分子全体に広がった分子軌道上のπ電子が伝導電子になる．一方，分子の一部に偏在した軌道上の電子は局在したスピンとして振る舞うことが多く，分子に配位している遷移金属のd電子は局在スピンとなり得る．分子性伝導体において，巨大

を発現させる必要条件は，上記のπ伝導電子と局在dスピン間の磁気的相互作用（π–d相互作用）を確保する点にあろう．分子を思い通りに配置させる結晶工学は未だ発展途上であり，伝導を担う有機分子と磁性を担う無機イオンが結晶中でバラバラに位置すれば，その間の相互作用の確保は簡単ではない．そこで，筆者らは金属フタロシアニン (M (Pc)) を分子性伝導体の構成成分に選んだ．分子性伝導体の構成成分としてはBEDT-TTFなどがよく知られているが，M (Pc)分子の魅力は，伝導電子を供給するπ共役系環状分子を持つだけでなく，その中心に局在スピン源となる遷移金属を自由に導入できる点である．この2種類の電子の共存は，マンガン酸化物に近い状況であり，フント結合に類似した強いπ–d相互作用を確保できる．実際，すべての［ Fe (Pc)L₂］系分子性伝導体（ L は軸配位子）で結晶構造に依らず巨大な負のが観測される．このの発現においては，強相関電子系の特徴であるπ伝導電子の電荷秩序と局在dスピンの磁気秩序の相関が重要な役を担う．外部磁場によってdスピンの反強磁性秩序（揺らぎ）が抑制されることでπ伝導電子の電荷秩序が軽減され，巨大な負の磁気抵抗が観測されるのである．

最近筆者らは，金属フタロシアニン系伝導体について，分子設計に基づいた

の変調に成功した．分子中心の遷移金属置換によって伝導電子の数を変えることなく局在スピンの数のみを制御できるので，無機化合物では困難であった局在スピンの影響を検証したところ，局在スピンを持たない分子との混晶において，局在スピン濃度が稀薄な領域まで大きな負のが観測された．隣接局在スピン間の相互作用を仮定した従来のモデルで解釈できない現象であり新しい物理を期待させる．また，π共役系環状分子を改変することで，π伝導電子の存在する分子軌道準位を制御することができる．これは無機化合物における原子軌道準位の制御に相当する．π軌道準位を上昇させる分子修飾からは，π–d相互作用の弱化によるの減少が達成された．これらの結果は，分子設計によるの制御や新しい物理の展開が可能であることを示している．

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最近注目されている金属人工格子の巨大とはどのような現象か,実験的研究成果の紹介を中心に説明する.これまでの金属人工格子の研究の経過および垂直磁化膜に関する話題にも簡単にふれる.は,磁性と伝導性のからみあう現象であり,そこに人工格子の新奇性が発揮され,従来の物質にはなかった特性が見出された.今後の研究方向についても考察する.

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1．はじめに

電子の電荷とスピンの両方を活用するスピントロニクスは，情報読み出しのための「

」と情報書き込みのための「スピン移行トルク」という二つの物理現象の発見と進展によって，現在まで発展を続けている^（1）。本稿では，スピントロニクス応用の中核技術である磁気トンネ

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磁性金属多層膜や磁気トンネル接合の巨大ななどスピン偏極した伝導電子が引き起こす現象の発見により,固体中の電子の電荷とスピンの両方を利用した新しい分野であるスピントロニクスが急速な発展を見せている.本稿ではスピントロニクスの中心課題であるトンネル(TMR効果)について解説し,スピン偏極共鳴トンネル効果に関する著者らの最近の研究を紹介する.

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金属/磁性絶縁体界面において、伝導電子スピン流と磁性絶縁体中の磁化ダイナミクスの交換現象が様々な効果として明らかにされている。本研究では、その中でも近年発見されたスピンホール

において、明らかにされていなかった金属二層/磁性絶縁体構造におけるスピンホールの膜厚依存性について、スピン流伝搬用の中間金属層の役割についてスピン伝導の理論より明らかになった点を理論及び実験結果と組合せ、報告する。

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ダブルペロブスカイト構造を有するSr₂FeMoO₆の粒界散乱型について、Sr₂Fe_1-xCa_xMoO₆試料での改善が見られた。これはCa添加やFe欠損が酸素欠損を保障する役割を果たしBサイトの整列性を高めたことが影響していると推測している。そこでメカニズムの解明のため、Caの他にSrやBaを置換した試料を作製し、比較を行った。またTEMによる高分解能像や電子回折、構造像の観察を行い粒内および粒界での局所的なBサイトの整列性の違いについて調査を行った。

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