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2010 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  電気通信大学, 大学院・情報理工学研究科, 教授 (20207814)

Keywordsスピン流 / 磁化反転
Research Abstract

近年スピン電流による磁化操作として、円盤状の磁気ディスク(磁気ドット)内に現れる磁気渦構造の運動に関する研究報告が盛んに行われている。本研究の代表者はこれまでに計算機シミュレーションを用いて、スピン電流による磁気渦コアの螺旋運動や共振運動、さらに磁気渦コアの反転の研究を行い、これらの現象を用いた新たなデバイスの可能性を示した。シミュレーション結果は実験結果と定量的に一致する場合だけではなく、定性的には一致するが定量的に一致しないものもあり問題となっていた。特にスピン電流によって作られる電流磁界の効果については、現在も議論が行われている。また本現象を利用したデバイスの実現のためには、反転後も磁気渦構造が安定に存在する条件を調べる必要がある。本研究では今年度渦コアの回転運動における電流磁界の効果と、渦コアの反転を利用したデバイスの動作条件について、シミュレーションを用いて調べた。電流磁界効果については、従来は電流に直交する磁界成分のみが議論の対照となっていたが、この磁界成分の効果はそれ以外の磁界成分の効果によって相殺されるために、すべての成分の効果について調べる必要があることを示した。また磁気ドットに現れる電流磁界はドット内で複雑に分布しているために渦コアの回転半径、すなわち電流密度によって電流磁界の効果は変化するが、最大でも10%程度であることを示した。次に、磁気ドットの直径と厚さを変化させてシミュレーションを行い、デバイス動作の安定条件を調べた。磁気ドットサイズが非常に小さな領域では渦構造が出現せずに単磁区構造が出現することが知られていたが、磁気渦が安定に出現する領域の中にいずれの構造も安定に出現する領域があることを示した。この中間領域では、コア反転の際に磁化構造が変わってしまい、その後もとの渦状態に戻らないため、デバイスとして安定動作できない領域であることを示した。

  • Research Products

    (4 results)

All 2010

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Current-induced switching of magnetic vortex core in ferromagnetic elliptical disks2010

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

      Applied Physics Letters

      Volume: 96 Pages: 192507

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Fast Vortex Core Motion Simulation by GPU2010

    • Author(s)
      T.Sato, Y.Nakatani
    • Organizer
      International Connference of AUMS
    • Place of Presentation
      Jeju, Korea
    • Year and Date
      2010-12-07
  • [Presentation] The Effect of Oersted Field on Magnetic Vortex Core Gyration2010

    • Author(s)
      T.Sato, Y.Nakatani, T.Ono
    • Organizer
      International Connference of AUMS
    • Place of Presentation
      Jeju, Korea
    • Year and Date
      2010-12-06
  • [Presentation] スピン電流による磁気渦回転運動に対する電流磁界の効果2010

    • Author(s)
      佐藤知徳, 仲谷栄伸
    • Organizer
      第34回日本応用磁気学会学術講演会
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場(茨城県)
    • Year and Date
      2010-09-04

URL: 

Published: 2012-07-19  

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