2022 Fiscal Year Annual Research Report
Theoretical study of laser-excited magnetization reversal dynamics for developing ultra-high-density magnetic recording media
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20K05313
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
山路 俊樹 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (30432355)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 超高速磁気記録 / 超高密度磁気記録 / レーザー励起 / 物質パラメータ依存性 / 理論解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では次世代高密度且つ超高速磁気記録を実現する磁化反転制御手法の確立を目指す。まず、有効Atomisticスピンモデルを作成し、レーザー励起磁化反転に必要な臨界条件を理論的に決定する。次に、パルスレーザーを印加した際のスピンダイナミクスのシミュレーションを行い、磁化反転に寄与する磁化モードの詳細な同定を行う。レーザー励起と磁化反転の相関を精査し、レーザー励起磁化反転の低消費電力化、および高精度(低エラー率)化の指針を得る。レーザー励起により交換結合を介した磁化反転ダイナミクスという未開拓な物理理論を提案する点で学術的な意義は大きい。また、レーザー励起磁化反転の実現により、情報デバイス業界におけるブレイクスルーへの貢献が期待される。これまで二層交換結合系垂直ナノ磁性体に対応する物質パラメータを精査しLLG (Landau-Lifshitz-Gilbert)方程式を解くことにより、有効磁場下におけるAtomisticレベルの磁化ダイナミクスを算出する有効スピンモデル計算プログラムの構築を進めてきた。レーザー励起磁化反転のメカニズムには当初想定していたスピン波以外の要素も検討に含める意義があることが分かってきた。令和4年度は磁化の温度モデルの組み込みを行なった上で磁化反転条件の物質パラメータ依存性に関する理論解析を行なった。従来のアシスト磁化反転とは物理メカニズムが異なるレーザー励起磁化反転の理論的定式化を行う上でも、理論設計を行う上でも基礎となる重要な研究である。
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