2022 Fiscal Year Annual Research Report
Development of magnetostatic wave resonator with anti-ferromagnetic metal.
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20K05308
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| Research Institution | Fukuoka Institute of Technology |
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Principal Investigator |
家形 諭 福岡工業大学, 工学部, 助教 (00585929)
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2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | スピントロニクス / 静磁波 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究ではSAWフィルタに代わる2.5 GHz超で動作する次世代通信を支える静磁波共振子を実現することを目的としている。NiFeおよびIrMnを静磁波の媒体、および反射器として利用することを想定し、NiFe/IrMn多層膜をマグネトロンスパッタ法でSi基板上に磁界中成膜し、下記に示す磁気特性の評価などを行った。
Si基板上にNiFe(10 nm)/IrMn(0~40 nm)を成膜し、振動試料型磁力計（VSM）を用いて保磁力を測定した。IrMn膜厚が増加するに従い、磁気バイアスは増大し、IrMn膜厚が35 nmのときに、およそ10 Oeのバイアス磁界を観測した。得られたバイアス磁界はこれまで報告されている値と比較し小さい。より大きなバイアス磁界を得るために、Ta下地層の形成および成膜後のアニール処理を検討している。
Si基板上に成膜したNiFe(10 nm)/IrMn(35 nm)に微細加工を施し、プラズマミリングにより一部のIrMnを削り、その後電子スピン共鳴装置（ESR）を用いてFMRスペクトルを観測した。微細加工は5×5mmの範囲に500 nm×4mmのパターンを800個等間隔に配置し、グロー放電発光分析装置によりパターン部のIrMnをミリングした。ミリングにおいてNi,MnおよびSiの放電をモニタした。FMRスペクトル測定ではNiFe薄膜で観測されるのと同様の一様モードのスペクトルのみが観測され、静磁波に起因するスペクトルは明確に観測されなかった。IrMnによるバイアス磁界が10 Oeと小さいため、静磁波モードと一様モードと大部分で重なる可能性があるため、今後は磁気バイアス向上にむけた改善を実施する。
本研究全体をとおして、NiFe/IrMn多層膜の形成手法の確立、および磁気特性の評価を行った。またFMR測定による静磁波スペクトルの評価まで、一連の評価を完了した。
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