2016 Fiscal Year Research-status Report
強磁性細線中のバブル磁区の電流駆動ダイナミクスの解明
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15K17706
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
田中 雅章 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (50508405)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | スピントロニクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
垂直磁化を持つTb/Co多層膜にプラチナ層がキャップ層として接合した細線を作製し，プラチナ層を流れる電流で生じるスピンホール効果がTb/Co多層膜上のバブル磁区に与える影響を調べた．Tb/Co多層膜はフェリ磁性体であり，4f遷移元素のTb原子と3d遷移元素のCo原子の磁気モーメントが互いに逆方向を向いている．Tb原子の磁気モーメントは温度変化が大きいので磁気補償温度を持つ場合があり，磁気補償温度より低温ではTb原子の磁気モーメントが磁化に対して支配的なREドミナント状態になり磁気補償温度より高温ではCo原子の磁気モーメントが磁化に対して支配的なTMドミナント状態になる．
本研究では{Tb/Co}n/Pt構造の細線の温度を変えてREドミナント状態，TMドミナント状態と変化させた際にキャップ層のスピンホール効果の影響がバブル磁区の挙動に与える影響の変化を調べた．またプラチナ層のスピンホール効果によるスピン流がバブル磁区に与える影響をマイクロマグネティックスシミュレーション(MM)で調べた．
実験から，REドミナント状態とTMドミナント状態の細線上のバブル磁区では，バブル磁区は電流の方向に線端側への傾斜を持って成長することがわかった．また，傾斜方向はRE,TMドミナント状態でそれぞれ逆方向になっていることがわかった．また，MMでバブル磁区の挙動が定性的に評価でき，プラチナ層のスピンホール効果の影響はTb/Co多層膜の3d金属であるCo原子の磁気モーメントに影響を与えていることがわかった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
垂直磁化Tb/Coフェリ磁性体多層膜にプラチナ層をつけた場合，バブル磁区はプラチナ層のスピンホール効果によるスピン流の影響を強く受けることを明らかにした．また，温度を変えてTb原子の磁気モーメントが支配的な場合とCo原子の磁気モーメントが支配的な場合でのバブル磁区の挙動を比較したところ，スピン流が特定の原子の磁気モーメントに影響を受けることを明らかにした．また，プラチナ層からのスピン流の影響のシミュレーションでの再現に成功し，スピン流が影響を受ける原子が3dのCo原子であると考えられることを明らかにした．以上のようにこれまでのところ研究は順調に進んでいる．
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| Strategy for Future Research Activity |
磁壁の高速移動を目的に，「強磁性体/非磁性体/強磁性体」で上下の強磁性層が反強磁性結合した構造の細線を用いて電流駆動現象を確かめる．また，「強磁性体/非磁性体/強磁性体」構造のバブル磁区などの円形磁区の安定性について調べる．
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