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群馬大学の櫻井浩教授・高橋学教授、量子科学技術研究開発機構の安居院あかね上席研究員、信州大学の劉小晰教授、高輝度光科学研究センターの辻成希主幹研究員らの研究グループは、磁気コンプトン散乱測定を利用し、磁気デバイス材料であるTb－Coアモルファス薄膜において、磁化がゼロとなる磁気補償、角運動量がゼロとなる角運動量補償、スピン磁化がゼロとなるスピン磁気補償、軌道磁化がゼロとなる軌道磁気補償の少なくとも４つの補償点があることを見出しました。これまで、磁気補償に着目した垂直磁気記録に関する研究、角運動量補償に着目した高速磁化反転に関する研究が進められてきました。新たに見出した軌道角運動量補償あるいはスピン角運動量補償に着目した研究が進めば、電界で軌道磁気モーメントを制御する電界駆動の磁気メモリーや電流のスピントルクで磁壁駆動できるレーストラックメモリーなどの開発に資する可能性があります。本研究で見出した４つの補償点の関係は、各補償点に関連した材料の機能を活用したスピントロニクスデバイスの設計に指針を与えると期待されます。なお、大型放射光施設SPring-8の高輝度・高エネルギー・円偏光X線を用いることで、初めてこの測定が可能になりました。

図　Tb_xCo_100-xアモルファス薄膜の4つの磁気補償点の組成比依存性。

磁化がゼロとなる磁気補償組成X_con, 角運動量がゼロとなる角運動量補償組成X_J、スピン磁気モーメントの総和がゼロとなるスピン磁気補償組成X_spin, 軌道磁気モーメントの総和がゼロとなる角運動量補償組成X_orbitalの温度変化。X_orbital (T) < X_J (T) < X_con (T) < X_spin (T)であることがわかる。

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