超微細構造を有する新機能磁性金属薄膜の磁気光学干渉効果に関する研究

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08555150
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 大谷 義近 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (60245610)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 北上 修 東北大学, 科学計測研究所, 助教授 (70250834) ; 島田 寛 東北大学, 科学計測研究所, 教授 (00006157) ; 深道 和明 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00005969)
• Keywords: 磁気光学効果 / 磁区構造 / 強磁性微粒子格子 / 強磁性細線 / 磁壁の核発生 / 磁気抵抗

Research Abstract

最終年度である本年度は、磁気光学回折装置と既存の磁気力顕微鏡を用いて、2次元平面に規則的に配列したサブミクロンおよびミクロンサイズのCo強磁性微粒子や1次元的に配列したCo細線格子について磁気光学干渉効果や電子輸送現象と磁区構造の相関について系統的な研究を行い、研究の総括を行った。既存のSQUID磁力計、高感度磁気抵抗測定装置や磁気力顕微鏡を用いて、微小領域の磁区や磁壁の挙動と電子輸送現象の相関を調べた。その結果、強磁性細線や強磁性連結円盤中に単一磁壁を捕捉できること、また磁気抵抗変化に磁壁の細線中ヘの侵入(核発生)及び細線中からの離脱(消滅)過程に起囚する明瞭な跳びが観測された。これらの現象は、従来の異方性磁気抵抗効果では説明できない、磁壁による新規な伝導現象を発見した。また、この現象の発現機構を弱局在の消失効果を考慮することによって説明できること見出した。エビタキシャルFe及びCo細線についても同様の実験を行い、周期的に配列した磁壁は電子軌道を波打たせ表面散乱を減少させることを明らかにした。更に、磁気光学効果については、磁気微粒子や細線格子の周期構造を反映したブラッグ反射光強度の磁場変化に従来とは異なる干渉効果を通じて現れる磁気光学現象を発見した。平均磁区構造の周期性を考えることにより定性的に現象を説明することに成功した。また、細線列に平行に光を入射させることによってもコニカルな干渉効果が生じることを発見し、検光子を使わずに細線中の磁化情報を得る指針をつかんだ。
以上の結果を基に、4件の学会発表と4件の論文発表を行い、報告書の作成を行う。

Research Products

• [Publications] 大谷義近: "超微細構造磁性およびその複合構造体の磁気・伝導特性" 日本応用磁気学会誌. 21・3. 129-134 (1997)
• [Publications] Y.Otani: "Magnetic and transport properties of micron size magnetic particulate arrays fabricated on a 2D superconducting Nb films and sub-micron magnetic wires" MRS Proceedings. 475. 113-119 (1997)
• [Publications] 大谷義近: "メゾスコピック磁性体における磁壁と伝導" 固体物理. 32・3. 113-119 (1998)
• [Publications] Y.Otani: "Magnetization reversal in submicron ferromagnetic dots and antidots arrays" IEEE Trans.Magn.34. 1090-1092 (1998)
• [Publications] Y.Otani: "Magnetic and transport properties of sub-micron ferromagnetic wires" IEEE Trans.Magn.34. 1096-1098 (1998)
• [Publications] Y.Otani: "Magneto-optical Kerr effect in conical diffraction geometry of micron-size Fe_3Si array" IEEE Trans.Magn.発表予定. (1999)