Theoretical study of laser-excited magnetization reversal dynamics for developing ultra-high-density magnetic recording media

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K05313
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 29010:Applied physical properties-related
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: Yamaji Toshiki 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)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 超高速磁気記録 / 超高密度磁気記録 / レーザー励起 / パルス磁場 / 物質パラメータ依存性 / 理論解析

Outline of Final Research Achievements

We have studied the material parameter dependence of the magnetization switching in the exchange coupled perpendicularly magnetized nano magnets. We have developed the effective spin model simulation program for calculating the dynamics of the magnetization switching under effective field. It was found that other than spin wave, there is a mechanism to need to consider for studying the laser induced magnetization switching. We carried out the theoretical analysis of the material parameter dependence fo the magnetization switching based on the temperature model by considering the demagnetization of magnetization.

Free Research Field

スピントロニクス理論

Academic Significance and Societal Importance of the 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して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)化の指針を得た。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と考えられる。また、レーザー励起磁化反転の実現により、情報デバイス業界への貢献が期待される。従来のアシスト磁化反転とは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。