負のスピン分極率を有する窒化鉄へテロ接合のスピンホール磁気抵抗効果と電流誘起スピン軌道トルク有効磁場の温度依存性

摘要

窒化鉄(γ'-Fe_4N)はフェルミ面の状態密度が負にスピン分極し，且つ異方性磁気抵抗効果(AMR)の実験からマイノリティスピンが伝導を支配することで知られる強磁性金属(FM)である．これまでに導出されたインバーストンネル磁気抵抗効果(磁化平行時に高抵抗)やインバーススピン注入磁化反転(印加電流方向に対して反転方向が従来材料の場合と逆)現象は上述Fe_4Nの材料特性を反映している．さらにAMR変化率が測定温度50Kより低温側で急激に負に増大し4K付近で-5～-6%に達する特異性も有し，この現象は正方晶対称結晶場の出現に起因することが伝導理論計算によって示されている.一方でスピンホール磁気抵抗効果(SMR)およびスピン軌道トルク(SOT)に及ぼすFM依存性の報告が増えつつあり，例えばGdFeCoの補償点前後におけるSOT有効磁場が詳細に調べられている．よって本研究では，Fe_4Nを含むヘテロ接合系を用いて，上述の結晶場やフェルミ面の負の分極率がSMRおよびSOTへ及ぼす影響を明らかにすることを目的とする.