Investigation of spin torque in transition metal-rare earth metal ferrimagnet based on 2 component spin torque term

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K14487
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 28020:Nanostructural physics-related
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: Kurokawa Yuichiro 九州大学, システム情報科学研究院, 助教 (20749535)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 希土類フェリ磁性体 / スピントルク / マイクロマグネティックシミュレーション

Outline of Final Research Achievements

The transition metal-rare earth (TM-RE) ferrimagnet has two magnetization components. These components can have different contribution for the current-induced spin torque. In this study, firstly, we measured the spin torque in TbGdFe alloy. we found that the spin torques were deactivated in the TbGdFe with the Tb composition over 8 at%. Next, we investigated the current-induced magnetization oscillation in the GdFeCo ally using a micromagnetic simulation with the two magnetization components. we found that the magnetization oscillation with high frequency appeared around the angular momentum compensation composition of the GdFeCo.

Free Research Field

スピントロニクス

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

GdFe合金にTbを添加していくとスピントルクが観測されなくなるという結果は、Tb添加により選択的にスピントルクを不活性化するという重要な結果である。実際、この研究の中で、組成の異なるTbGdFe合金を使ってスピントルクの方向性を制御する結果を得ている。この成果は磁気メモリなどに応用が可能であり重要である。次に、フェリ磁性体の補償組成付近で従来よりも高い周波数で発振が可能になるシミュレーション結果は、高周波数発振可能な小型発振器へ応用が可能であり、発振器の設計指針を与える重要な結果である。