2010 Fiscal Year Annual Research Report
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21760228
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
菊池 伸明 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (80436170)
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| Keywords | 動的磁化挙動 / 磁気記録 / パルス磁場 / ナノ磁性体 |
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| Research Abstract |
磁性体を用いた不揮発メモリの高速化が進み,磁化の動的反転挙動がデバイスの動作速度に影響を与えることが懸念されている.本課題では,磁化の反転速度と同程度のサブナノ秒領域のパルス磁場に対する高磁気異方性ナノ磁性体の挙動を明らかにすることを目的として研究を遂行した.
前年度に開発した電圧パルス発生装置(立ち上がり時間t_r=0.1ns,パルス幅τ_p=0.4～10ns,最大発生電圧V_<max>=170V)と直径6μmのCuマイクロコイルを組み合わせることで,磁化反転時間と同程度のパルス時間と磁化反転に十分な磁場強度(最大磁場強度H_<max>=5kOe)を実現し,垂直磁気異方性を示すCo/Pt多層膜およびCo/Pd多層膜ドット(直径300nm)のパルス磁場による磁化反転実験を行った.磁化の検出には異常Hall効果を用いることで単一ナノ磁性体の磁化挙動を定量的に評価した.パルス長を変化させた結果から,これらのドットの磁化過程が,反転核の生成とその成長の二段階の過程により進行しており,各過程に必要な時間はそれぞれサブナノ秒,10ns程度であることを明らかにした.これらのドットの反転核生成磁場はパルス長の減少に伴い単調に増加し,また,反転確率の磁場強度および時間依存性は,古典的な熱活性化過程であるNeel-Arrhenius則を仮定すると非常によく再現された.これらの結果から,反転核生成の挙動は磁化の反転速度に近いサブナノ秒から準静磁場までの幅広い時間領域において,単一の古典的な熱活性化モデルにより表現できるという知見を得た.
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