垂直磁気異方性を有する強磁性細線中の磁壁電流駆動に関する研究
Project/Area Number |
10J02539
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Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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Allocation Type | Single-year Grants |
Section | 国内 |
Research Field |
Nanostructural science
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Research Institution | Kyoto University |
Principal Investigator |
小山 知弘 京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)
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Project Period (FY) |
2010 – 2011
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Project Status |
Completed (Fiscal Year 2011)
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Budget Amount *help |
¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2010: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
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Keywords | スピントロニクス / 磁壁電流駆動 / MRAM |
Research Abstract |
研究代表者(以下代表者)は平成23年度、申請課題である垂直磁気異方性を有する強磁性細線中の磁壁電流駆動に関する研究に従事した。研究の主な目的は、電流による磁壁移動メカニズムの解明を通して磁壁移動に必要な電流密度(閾電流密度)の低減を実現、および磁壁移動速度の評価を行うことである。昨年度は、閾電流密度の細線幅および外部磁場依存性を調べ、Co/Ni細線中の磁壁移動が断熱的スピントランスファー効果によって引き起こされていることを実験的に示すとともに、線幅をコントロールすることで閾電流の低減が可能であることを示した。最終年度である今年度前半は、申請書に記載した研究実施計画に基づき、磁壁移動速度の定量的評価を行った。本研究で使用した強磁性体は垂直磁化Co/Ni多層膜であり、具体的な研究方法は申請書に記載されている通りである。昨年度までに習得した微細加工技術を用いて、線幅150nmの試料を作製し、そのデバイスを用いて磁壁移動速度の印加電流密度依存性を調べた。その結果、電流密度とともに速度は増加し、電流密度1.3×10^<11>A/m^2において約60m/sとなることわかった。この値は断熱的スピントランスファーモデルから予想される値と定量的に一致することがわかった。また、外部から磁場を印加した状態において、磁壁移動速度は外部磁場の大きさ及び方向にほとんど依存しないこともわかった。以上の実験結果を詳細に理解するために、数値シミュレーション結果との比較を行った。その結果、外部磁場に対する速度の安定性は、ラフネスなどの構造欠陥によってもたらされていることが明らかとなった。この事実は応用上きわめて重要である。なぜなら試料作製上避けることのできない欠陥によって、安定な磁壁移動が可能になることを示しているからである。上記の物理的、応用上の重要性が評価され、本研究成果はApplied Physics Letters誌に掲載された。
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Report
(2 results)
Research Products
(19 results)
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[Journal Article] Wire Width Dependence of Threshold Current Density for Domain Wall Motion in Co/Ni Nanowires2011
Author(s)
T.Koyama, D.Chiba, K.Ueda, H.Tanigawa, S.Fukami, T.Suzuki, N.Ohshima, N.Ishiwata, Y.Nakatani, T.Ono
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Journal Title
IEEE, Transactions on Magnetics
Volume: 47
Issue: 10
Pages: 3089-3089
DOI
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[Journal Article] Observation of the intrinsic pinning of a magnetic domain wall in a ferromagnetic nanowire2011
Author(s)
T.Koyama, D.Chiba, K.Ueda, K.Kondou, H.Tanigawa, S.Fukami, T.Suzuki, N.Ohshima, N.Ishiwata, Y.Nakatani, K.Kobayashi, T.Ono
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Journal Title
Nature Materials
Volume: 10
Pages: 194-197
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[Journal Article] Control of Multiple Magnetic Domain Walls by Current in a Co/Ni Nano-Wire2010
Author(s)
D.Chiba, G.Yamada, T.Koyama, K.Ueda, H.Tanigawa, S.Fukami, T.Suzuki, N.Ohshima, N.Ishiwata, Y.Nakatani, T.Ono
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Journal Title
Applied Physics Express
Volume: 3
Pages: 73004-73004
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[Journal Article] Current-induced domain wall motion in Co/Ni nano-wires with different Co and Ni thicknesses2010
Author(s)
K.Ueda, D.Chiba, T.Koyama, G.Yamada, H.Tanigawa, S.Fukami, T.Suzuki, N.Ohshima, N.Ishiwata, Y.Nakatani, T.Ono
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Journal Title
Journal of Physics Conference Series
Volume: 266
Pages: 12110-12110
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[Presentation] Observation of magnetic domain wall motion induced by adiabatic spin transfer torque in Co/Ni nano-wires2011
Author(s)
T.Koyama, D.Chiba, K.Ueda, H.Tanigawa, S.Fukami, T.Suzuki, N.Ohshima, N.Ishiwata, Y.Nakatani, I.Ono
Organizer
2011 International Conference on Solid State Devices and Materials
Place of Presentation
Nagoya, Japan
Year and Date
2011-09-30
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[Presentation] Wire width dependence of threshold current density for domain wall motion in Co/Ni nano-wire2011
Author(s)
T.Koyama, D.Chiba, K.Ueda, H.Tanigawa, S.Fukami, T.Suzuki, N.Ohshima, N.Ishiwata, Y.Nakatani, T.Ono
Organizer
2011 IEEE International Magnetics Conference
Place of Presentation
Taipei, Taiwan
Year and Date
2011-04-27
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[Presentation] SPELEEMを用いたCo/Ni細線中の電流誘起磁壁移動観察2011
Author(s)
小山知弘, 大嶋則和, 千葉大地, 小嗣真人, 大河内拓雄, 谷川博信, 深見俊輔, 永原聖万, 鈴木哲広, 石綿延行, 木下豊彦, 小野輝男
Organizer
日本物理学会年次大会
Place of Presentation
新潟大学
Year and Date
2011-03-28
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[Presentation] Effect of external magnetic field on threshold current density for Current-induced Domain Wall Motion (Oral presentation)2010
Author(s)
T.Koyama, K.Ueda, D.Chiba, S.Fukami, H.Tanigawa, T.Suzuki, N.Ohshima, N.Ishiwata, Y.Nakatani, T.Ono
Organizer
55^<th> Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials
Place of Presentation
Atlanta, USA
Year and Date
2010-11-16
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[Presentation] Current-induced Domain Wall Motion in Co/Ni wire under Magnetic Field (Oral presentation)2010
Author(s)
T.Koyama, D.Chiba, G.Yamada, K.Ueda, H.Tanigawa, S.Fukami, T.Suzuki, N.Ohshima, N.Ishiwata, Y.Nakatani, T.Ono
Organizer
International Symposium on Advanced Magnetic Materials and Applications
Place of Presentation
Sendai, Japan
Year and Date
2010-07-13
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