2017 Fiscal Year Annual Research Report
A study on magnetization reversal of nano-magnet using magnetic tunnel junctions
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16K18084
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
佐藤 英夫 東北大学, スピントロニクス学術連携研究教育センター, 准教授 (80599514)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 磁気トンネル接合 / 磁化反転 / スピン移行トルク |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、微細磁気トンネル接合を用いたナノ磁性体の磁化反転機構を明らかにすることである。昨年度までに、参照層からの漏洩磁界が少ない構造では、直径20nm程度の磁気トンネル接合において、一斉磁化反転が生じることを明らかにした。本年度は、更に研究を進めて、プロセス条件により磁化反転機構がどのように変化するかについて検討した。
磁気トンネル接合の加工手法を変えて2種類の構造を有する約直径20nmの磁気トンネル接合を作製し、それぞれの磁気トンネル接合の保磁力の磁界角度依存性を測定した。一方の磁気トンネル接合は、昨年度までに作製・評価したものと同じであり、一斉磁化反転を示した。一方、もう一方の磁気トンネル接合は、一斉磁化反転モデルでは説明できない振る舞いを示した。二つの磁気トンネル接合では、参照層からの漏洩磁界の不均質性とエッジ部の変質層の大きさが異なることが予想されたために、それぞれの影響を考慮するためにマイクロマグネティックシミュレーションを行った。マイクロマグネティックシミュレーションの結果、二つの磁気トンネル接合で見られた振る舞いの違いは、エッジ部の磁気異方性を減少させることで同様の特性を再現できることが分かった。また、参照層からの漏洩磁界は磁化反転機構にほとんど影響を及ぼしていないことも分かった。以上の結果をまとめて原著論文を1編出版した。
本年度は、更にホモダイン検出方法を用いて電流誘起トルクの測定と電流誘起磁化反転特性の評価も行い、国際学会と国内学会でそれぞれ1度ずつ発表した。現在、これらの内容を纏めた論文の執筆中である。
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