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2014 Fiscal Year Annual Research Report

電流誘起磁壁回転運動によるマイクロ波発振

Research Project

Project/Area Number 12J04117
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

平松 亮  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

Keywordsスピントロニクス
Outline of Annual Research Achievements

本研究ではスピントランスファートルクによる磁壁内の磁気モーメントの歳差運動(磁壁回転)を利用した高周波発振の実証を目的としている。本年度は、電流誘起磁壁回転運動によるマイクロ波発振の研究と、磁場印加による磁壁対消滅を利用したジャロシンスキー・守谷相互作用(DMI)の大きさの見積りの実験による検証を行った。
本年度は磁壁を局在するための構造としてホールクロス構造を利用した。初年度でも同様にホールクロス構造を用いているが、初年度では電流のみによる磁壁回転の直接観測を試みた。本年度は電流と磁場が磁壁を反対方向に駆動させるように印加した時の磁壁ダイナミクスを調査した。
研究代表者は直流電流を印加した状態で、スピントランスファートルクと反対方向に磁壁を駆動する方向に磁場を掃引することで、デピニング磁場以上の広い磁場範囲で磁壁がホールクロス内に局在する特異な挙動を示すことを見出した。この現象を解明するために、1次元細線中の磁壁運動方程式およびマイクロマグネティックシミュレーションを用いた数値解析を行った。その結果、磁壁がホールクロス内に局在している状態で定常的な磁壁回転が誘起されたことを明らかにした。この結果は、磁壁が局在している状態での磁壁回転を初めて実証したものである。
また研究代表者は、磁壁対消滅磁場とDMIの関係を実験的に明らかにすることを目的に研究を行った。研究代表者はマイクロマグネティックシミュレーションを用いた解析から、360°磁壁構造が磁場によって対消滅する磁場の大きさとDMIの大きさに相関があることを報告した。実験による実証のために、1つの磁壁をホールクロス入り口にピン止めした状態で、2つ目の磁壁を生成し、磁場によって近づけることを行った。その結果、2磁壁はデピニング磁場程度の磁場によって対消滅し、安定構造である360°磁壁構造を形成していないことが分かった。その原因として、磁場によって磁壁内にブロッホライン構造が形成されたことや、磁壁面が粗くなったことを考えている。

Research Progress Status

本研究課題は平成26年度が最終年度のため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

本研究課題は平成26年度が最終年度のため、記入しない。

  • Research Products

    (9 results)

All 2015 2014

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (7 results)

  • [Journal Article] Localized precessional mode of domain wall controlled by magnetic field and dc current.2015

    • Author(s)
      R. Hiramatsu, K.-J. Kim, T. Taniguchi, T. Tono, T. Moriyama, S. Fukami, M. Yamanouchi, H. Ohno, Y. Nakatani, and T. Ono
    • Journal Title

      Applied Physics Express

      Volume: 8 Pages: 023003-1-023003-4

    • DOI

      10.7567/APEX.8.023003

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Proposal for quantifying the Dzyaloshinsky-Moriya interaction by domain walls annihilation measurement.2014

    • Author(s)
      R. Hiramatsu, K.-J. Kim, Y. Nakatani, T. Moriyama, and T. Ono
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 53 Pages: 108001-1-108001-2

    • DOI

      10.7567/JJAP.53.108001

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 磁場および電流によって制御された磁壁発振器2015

    • Author(s)
      平松亮、Kim Kab-Jin、谷口卓也、東野隆之、森山貴広、深見俊輔、山ノ内路彦、大野英男、仲谷栄伸、小野輝男
    • Organizer
      日本物理学会第70回年次大会
    • Place of Presentation
      早稲田大学
    • Year and Date
      2015-03-23
  • [Presentation] 磁場と電流の同時印加によって制御された磁壁回転運動2015

    • Author(s)
      平松亮、Kim Kab-Jin、谷口卓也、東野隆之、森山貴広、深見俊輔、山ノ内路彦、大野英男、仲谷栄伸、小野輝男
    • Organizer
      平成26年度スピン変換年次報告会
    • Place of Presentation
      京都大学
    • Year and Date
      2015-03-04
  • [Presentation] Localized precessional mode of domain-wall controlled by magnetic field and dc current.2015

    • Author(s)
      R. Hiramatsu, K-J. Kim, T. Taniguchi, T. Tono, T. Moriyama, S. Fukami, M. Yamanouchi, H. Ohno, Y. Nakatani, and T. Ono
    • Organizer
      Symposium on Surface and Nano Science 2015
    • Place of Presentation
      Furano, Hokkaido
    • Year and Date
      2015-01-15
  • [Presentation] Determination of the Dzyaloshinskii-Moriya interaction by field-induced domain wall annihilation measurement.2014

    • Author(s)
      R. Hiramatsu, K-J. Kim, Y. Nakatani, T. Moriyama, and T. Ono
    • Organizer
      The 7th International Symposium on Surface Science
    • Place of Presentation
      Matsue, Shimane
    • Year and Date
      2014-11-03
  • [Presentation] 磁壁対消滅磁場測定を用いたジャロシンスキー・守谷相互作用の見積もり2014

    • Author(s)
      平松亮、Kim Kab-Jin、畑拓志、谷口卓也、仲谷栄伸、森山貴広、小野輝男
    • Organizer
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2014-09-17
  • [Presentation] ジャロシンスキー・守谷相互作用存在下での隣接磁壁の磁場誘起対消滅2014

    • Author(s)
      平松亮、Kim Kab-Jin、畑拓志、谷口卓也、仲谷栄伸、森山貴広、小野輝男
    • Organizer
      ナノ学会第12回大会
    • Place of Presentation
      京都大学
    • Year and Date
      2014-05-22
  • [Presentation] Observation of metastable bound state between domain walls in asymmetric Co/Ni nanowire.2014

    • Author(s)
      R. Hiramatsu, K-J. Kim, H. Hata, T. Taniguchi, H. Tanigawa, E. Kariyada, T. Suzuki, Y. Nakatani, T. Moriyama, and T. Ono
    • Organizer
      IEEE International Magnetics Conference 2014
    • Place of Presentation
      Dresden, Germany
    • Year and Date
      2014-05-05

URL: 

Published: 2016-06-01  

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