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強磁性ホイスラー合金薄膜のスピンダイナミクスに関する研究

Research Project

Project/Area Number 17760014
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Applied materials science/Crystal engineering
Research InstitutionNihon University

Principal Investigator

水上 成美  日本大学, 工学部, 講師 (00339269)

Project Period (FY) 2005 – 2006
Project Status Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help
¥3,700,000 (Direct Cost: ¥3,700,000)
Fiscal Year 2006: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Fiscal Year 2005: ¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000)
Keywordsホイスラー合金 / スピンダイナミクス / 薄膜 / 強磁性共鳴 / ダンピング定数 / エピタキシャル / スピンエレクトロニクス / 磁気特性 / 磁性 / 周波数依存性
Research Abstract

実施計画に基づき,強磁性ホイスラー合金(Co_2MnSi, Co_2FeAl)のエピタキシャル薄膜を作製し,規則・不規則構造のダンピングに対する影響を調べた.エピタキシャル膜はMgO(001)基板上に超高真空スパッタ法を用いて成膜し,成膜後に規則度を向上させる目的で高真空中熱処理を行った.θ-2θX線回折及び極点測定から,エピタキシャル成長の方位関係は,(001)[100]Co_2MnSi (Co_2FeAl)‖(001)[110]MgOであった.
Co_2MnSiエピタキシャル膜では,熱処理温度が400-500℃においてL2_1規則構造を示した.強磁性共鳴(FMR)線幅の角度依存性を測定・解析することで,ダンピングの大きさαを評価したところ,[110]方向に磁化した場合のαは,[100]方向に磁化した場合のαよりも小さく,結晶方位に依存することが分かった.また,熱処理温度を300℃とした場合には,[110]方向におけるαが約0.003と非常に小さい値を示した.Co_2FeAlエピタキシャル膜では,熱処理温度が500-600℃においてB2規則構造を示した.FMR線幅の広帯域周波数依存性の測定から,αは結晶方位に依存するものの,材料に固有のギルバート型の緩和機構によるものではなく,エピタキシャル膜のモザイク性を反映した2マグノン散乱に起因することが分かった.また,B2規則構造を有するCo_2FeAlのαはA2不規則構造を有するCo_2FeAlのα(〜0.0037)と同等かそれ以下であることが分かった.
以上の結果から,ホイスラー合金のαが結晶性や規則度と強い相関を有し,かつ非常に小さな値を示すことが明らかとなった.組成の最適化や膜厚の低減によって,より小さなαを実現することが応用上重要になると考えられる.

Report

(2 results)
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2007 2006 2005

All Journal Article (4 results)

  • [Journal Article] Anisotropic Intrinsic Damping Constant in Epitaxial Co_2MnSi Heusler Alloy Films2007

    • Author(s)
      R.Yilgin, Y.Sakuraba, M.Oogane, S.Mizukami, Y.Ando, T.Miyazaki
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics Vol. 46, No. 9

    • NAID

      10018903093

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Enhancement of dc voltage generated in ferromagnetic resonance for magnetic thin film2007

    • Author(s)
      S.Mizukami, S.Nagashima, S.Yakata, Y.Ando, T.Miyazaki
    • Journal Title

      Journal of Magnetism and Magnetic Materials Vol. 310, No. 2, Part 3

      Pages: 2248-2249

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Temperature dependences of spin-diffusion lengths of Cu and Ru layers2006

    • Author(s)
      S.Yakata, Y.Ando, T.Miyazaki, S.Mizukami
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics Vol. 45, No. 5A

      Pages: 3892-3895

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Cu/Ni_<80>Fe_<20>/N(N=Cu,Cu/Pt)薄膜におけるFMR線幅とスピン拡散長2005

    • Author(s)
      家形諭, 安藤康夫, 水上成美, 宮崎照宣
    • Journal Title

      日本応用磁気学会誌 29巻・4号

      Pages: 450-454

    • NAID

      10013768999

    • Related Report
      2005 Annual Research Report

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Published: 2005-04-01   Modified: 2016-04-21  

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