Fe-Co-Al-0グラニュラー膜のレーザー分光研究

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17560586
• Research Institution: Ishinomaki Senshu University
• Principal Investigator: 吉原 章 石巻専修大学, 理工学部, 教授 (40166989)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大沼 繁弘 財団法人電気磁気材料研究所, 主任研究員 (50142633)
• Keywords: ブリルアン散乱 / グラニュラー磁性膜 / スピン波 / 磁気励起 / 交換相互作用 / 電気抵抗

Research Abstract

本年度はCo-Al-Oグラニュラー磁性膜を中心に、強磁性Co-Al-O膜中に室温において熱励起されたスピン波によるブリルアン散乱を観測し、磁気定数、特に交換磁場の大きさを決定した。本研究により、強磁性Co-Al-O膜における交換磁場の強さと膜の電気抵抗率の間には明確な相関が存在し、交換磁場が強い膜ほど電気抵抗率が小さくなることが分かった。電気抵抗率と交換磁揚の詳細な解析を行った結果、電気抵抗率が交換磁場の逆二乗に比例することを見出した。この結果は、グラニュラー磁性膜では磁性微粒子間の電子移動が交換相互作用を直接担っていることを明確に示している。このような研究結果はこれまで全く報告されておらず、本研究の極めて重要な成果である。この結果はグラニュラー磁性材料開発において重要な指針を与える。即ち、比較的簡単に行える電気抵抗測定から測定が極めて困難な微粒子間交換相互作用の強さを定量的に評価する道が開かれた。現在、Fe-Al-Oグラニュラー磁性膜についてもブリルアン散乱測定を進めている。
超常磁性Co-Al-O膜についても磁気散乱の観測に成功した。微粒子の磁気配向きが大きく乱れた低磁場では磁気励起の減衰が大きく、磁気散乱スペクトルは過減衰もしくは緩和型ピークとして観測される。一方、強い外部磁場により微粒子の磁化が強制的に強磁性配向させられると、磁気励起スペクトルは通常の強磁性スピン波スペクトルに類似する。磁気励起振動数の磁場依存性を解析した結果、磁気異方性と微粒子問交換相互作用の寄与は無視できるほど小さいことが分かった。このような磁場誘起磁気秩序と磁気励起の関係はこれまでに報告されておらず、本年度の大きな研究成果である。
以上の研究成果は、2005年応用磁気学会(長野,9月)、2006年物理学会(松山,3月)で報告し、国際磁性会議ICM2006(京都,8月)で発表予定である。