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2008 Fiscal Year Annual Research Report

スピン偏極電流磁化反転の解明とデバイス設計

Planned Research

Project AreaCreation and control of spin current
Project/Area Number 19048021
Research InstitutionThe University of Electro-Communications

Principal Investigator

仲谷 栄伸  The University of Electro-Communications, 電気通信学部, 教授 (20207814)

Keywordsスピン流 / 磁化反転
Research Abstract

本研究では、円盤状のディスク(磁性ドット)内に現れるvortex構造の運動や磁化反転を精度よく再現できるシミュレーションモデルの作成をとおしてスピン電流によるvortex挙動を解明し、また磁気ドットを用いたメモリ提案しその性能評価を行う。平成20年度まではこれらの準備として、主に計算の高速化と電流磁界計算ルーチンを作成しその影響について調べた。
微小な磁性体を用いたデバイスでは磁性体の熱安定性評価が必須である。シミュレーションで熱安定性を評価するためには、スピン電流による磁化反転のシミュレーションを行い、電流と反転時間の関係より安定性を求めることが一般に行われている。しかしながら、反転時間が短い場合、反転時間は熱による効果よりも磁気モーメントのダイナミックな振る舞いによる効果によって決まるために、マイクロ秒以上の長時間にわたる計算が必要となり、莫大な計算時間を必要とする。このため計算に特化したCPU(cell broadband engine)を用いて計算の高速化を試みたところ、10倍以上の高速化を実現でき、熱安定性評価のための計算時間のボトルネックを解消できた。また、スピン電流による磁化操作ではスピントルクだけではなくスピン電流によって発生した電流磁界も磁気モーメントに対して影響を与える。この効果を調べるために、磁性体だけではなく磁性体に電流を与える電極ないでの電流密度分布及びその電流が磁性体に作成する電流磁界を計算するルーチンを作成し、シミュレーションプログラムに組み込み、実験結果と比較をしたところ、シミュレーション結果は実験結果をよく再現しており、電流磁界の効果が重要となる場合もあることを確認した。

  • Research Products

    (5 results)

All 2008

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Electrical rectification effect in single domain magnetic microstris : A micromagnetics-based analysis2008

    • Author(s)
      A. Thiaville, and Y. Nakatani
    • Journal Title

      Journal of Applied Physics 104

      Pages: 093701-1 093701-10

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Switching magnetic vortex core by a single nanosecond current pulse2008

    • Author(s)
      K. Yamada, S. Kasai, Y. Nakatani, K. Kobayashi, and T. Ono
    • Journal Title

      Applied physics Letter 93

      Pages: 152502-1 152502-3

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Effect of the ellipticity on the switching current and field of the vortexcore in an elliptic nanodot2008

    • Author(s)
      Y. Nakatani, and T. Ono
    • Organizer
      Magnetic Small Nano-Object Workshop and School
    • Place of Presentation
      フランス共和国ナンシー市
    • Year and Date
      2008-11-26
  • [Presentation] Reduction of the vortex core switching current with an elliptic nanodot2008

    • Author(s)
      Y. Nakatani, and T. Ono
    • Organizer
      53^<rd> Magnetism and Magnetic Materials Conference
    • Place of Presentation
      米国テキサス州
    • Year and Date
      2008-11-12
  • [Presentation] Cell Broadband Engine による高速シミュレーション2008

    • Author(s)
      佐藤知徳、仲谷栄伸
    • Organizer
      第32回日本磁気学会学術講演会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2008-09-15

URL: 

Published: 2010-06-11   Modified: 2016-04-21  

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