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論文

Spin-orbit-induced Ising ferromagnetism at a van der Waals interface

松岡 秀樹*; Barnes, S. E.*; 家田 淳一; 前川 禎通; Bahramy, M. S.*; Saika, B. K.*; 竹田 幸治; 和達 大樹*; Wang, Y.*; 吉田 訓*; et al.

Nano Letters, 21(4), p.1807 - 1814, 2021/02

 被引用回数:1 パーセンタイル:72.02(Chemistry, Multidisciplinary)

Magnetocrystalline anisotropy, a key ingredient for establishing long-range order in a magnetic material down to the two-dimensional (2D) limit, is generally associated with spin-orbit interaction (SOI) involving a finite orbital angular momentum. Here we report strong out-of-plane magnetic anisotropy without orbital angular momentum, emerging at the interface between two different van der Waals (vdW) materials, an archetypal metallic vdW material NbSe$$_{2}$$ possessing Zeeman-type SOI and an isotropic vdW ferromagnet V$${}_5$$Se$${}_8$$. We found that the Zeeman SOI in NbSe$$_{2}$$ induces robust out-of-plane magnetic anisotropy in V$$_{5}$$Se$$_{8}$$ down to the 2D limit with a more than 2-fold enhancement of the transition temperature. We propose a simple model that takes into account the energy gain in NbSe$$_{2}$$ in contact with a ferromagnet, which naturally explains our observations. Our results demonstrate a conceptually new magnetic proximity effect at the vdW interface, expanding the horizons of emergent phenomena achievable in vdW heterostructures.

論文

Quasi-one-dimensional magnetic interactions and conduction electrons in EuCu$$_5$$ and EuAu$$_5$$ with the characteristic hexagonal structure

松田 進弥*; 太田 譲二*; 仲井間 憲李*; 伊覇 航*; 郷地 順*; 上床 美也*; 中島 美帆*; 天児 寧*; 本多 史憲*; 青木 大*; et al.

Philosophical Magazine, 100(10), p.1244 - 1257, 2020/04

 被引用回数:2 パーセンタイル:45.37(Materials Science, Multidisciplinary)

Single crystal samples of EuCu$$_5$$ and EuAu$$_5$$ have been successfully prepared. Using those samples, magnetic and electronic anisotropy has been clarified. Magnetic moment in the ferromagnetic state points to the hexagonal $$c$$-axis for both compounds. Electronic anisotropy was found in both electrical resistivity and Fermi surface topology. These anisotropic characteristics are accounted for by the unique hexagonal structure.

論文

A Study of defect structures in fast neutron irradiated nickel and ion by measurements of magnetic anisotropy

前田 裕司; 小野 文久*

Radiation-Induced Changes in Microstructure, Part 1, p.27 - 37, 1987/00

5Kで中性子照射したNiおよびFe単結晶の磁気異方性の測定により、欠陥性の対称性の知見を得、格子間原子はNiでは$$<$$100$$>$$、Feでは$$<$$110$$>$$のdumbbell型であることがわかった。 LHTLにより5Kで中性子照射した試料は温度を上げることなく測定装置へ取り付け、Niでは4.2K、Feでは77Kの温度でトルク曲線により磁気異方性の測定を行なった。照射後、Niでの磁気異方性は4回対称成分のみで、誘導磁気異方性の容易軸は$$<$$100$$>$$方向であった。Feでは2回と4回対称成分の両方が表われ、容易軸は$$<$$110$$>$$方向であった。その後、等時焼鈍の結果、Niでは320K焼鈍で2回対称成分が表われ、Feでは220Kで4回対称成分が表われた。これらの結果より、Niでは焼鈍により、格子間原子は(100)面に集合してクラスターを形成するが、成長するにしたがい(111)面上に移りフランク型転移ループに成長する。Feでは集合面を(110)面より(111)面に変ることがわかった。

論文

A Study of defect structures in fast neutron irradiated nickel at low temperature using magnetic anisotropy measurements

前田 裕司; 小野 文久*

Journal of the Physical Society of Japan, 55(1), p.193 - 199, 1986/00

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01(Physics, Multidisciplinary)

純ニッケルを5Kで高速中性子で照射した後、および5K~300Kの間で等時焼鈍した後、磁気異方性の測定を液体ヘリウム温度で行った。照射後のトルク曲線は主に4回対称成分であった。また320Kに焼鈍すると2回対称成分が現われた。これらの結果より、ニッケル中の格子間原子は$$<$$100$$>$$方向にスピリットしたダンベル型であり、焼鈍により、その集合面を(100)から(111)面に移り変り、クラスターおよび転位ループへ成長することがわかった。同様な実験をFeで行なった結果と比較すると、磁気異方性の大きさはニッケルの方が大きいことがわかった。

論文

Point defects and induced magnetic anisotropy in fast neutron irradiated iron

前田 裕司; 小野 文久*; 橘高 知義*

Journal of the Physical Society of Japan, 53(12), p.4353 - 4358, 1984/00

 被引用回数:9 パーセンタイル:65.35(Physics, Multidisciplinary)

5Kで中性子照射した純鉄単結晶の照射による誘導磁気異方性を磁気トルク計により77Kで測定した。更に77~293Kの温度領域で等時焼鈍を行って焼鈍による誘導磁気異方性の測定も行った。照射後トルク曲線は1軸と2軸成分を含んでいた。これら照射による誘導磁気異方性によるトルク曲線および等時焼鈍によるトルク曲線の変化を解析することにより、鉄中の格子間原子は110ダンベル型であることがわかった。また格子間原子の集合過程はBulloughとPerrinによって理論的に研究された集合過程と定性的に一致することが実験的に確かめられた。

口頭

Magnetic anisotropy due to Rashba interaction in antiferromagnets

家田 淳一; Barnes, S. E.*; 前川 禎通

no journal, , 

Magnetic anisotropy of an antiferromagnet (AFM) with the inversion symmetry breaking (ISB) is theoretically investigated. The magnetic anisotropy energy (MAE) resulting from the Rashba spin-orbit (RSO) and s-d type exchange interactions is determined for tight binding models of AFMs. We introduce two types of the Rashba interactions: The global ISB model, representing the effect of a surface, interface, or a gating electric field, results in an easy-plane magnetic anisotropy. In contrast, for a local ISB model, i.e., for a noncentrosymmetric AFM, a perpendicular magnetic anisotropy (PMA) arises. These MAE contributions have a key role in determining the direction of the Neel order parameter in AFM nanostructures and reflect the possibility of electrical-field control of the Neel vector.

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