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2013 Fiscal Year Annual Research Report

マイクロ波アシストによるスイッチング原理および超高密度記録への応用

Research Project

Project/Area Number 23360131
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

岡本 聡  東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (10292278)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 島津 武仁  東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 教授 (50206182)
北上 修  東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (70250834)
菊池 伸明  東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (80436170)
Project Period (FY) 2011-04-01 – 2014-03-31
Keywords磁気記録 / ナノドット / 磁気共鳴
Research Abstract

本研究ではマイクロ波アシスト磁化反転の原理実証を目的としており,3年目にあたる本年度の検討課題として(1) マイクロ波アシストによるナノドットのスイッチング制御,(2) 低スピン緩和材料の開発,の3項目を挙げている.
まず,項目(1)に対しては,Co/Pt垂直磁化ナノドットのドット径を50ナノメートルから330ナノメールまで変化させて実験を行った.ドット上に絶縁層を介して2ミクロン幅Cu線路にrf電流を印加することによりrf磁場を発生させた.rf磁場強度はドットの異方性磁場に対して数%程度の大きさである.その結果,マイクロ波アシスト効果がドット径に対して大きく依存することを明らかにし,特にドット径が100ナノメートルを超える領域においてマイクロ波アシスト効果が著しく大きく増大することを示した.この結果はドット内部で誘起されると予想されるスピン波の分散関係に非常に良く対応することが分かり,高次モードのスピン波励起がマイクロ波アシスト効果の増大に寄与していることが明らかになった.本結果は,励起モードとマイクロ波アシスト効果の相間を示すものであり,今後の制御法開発につながる成果である.
次に項目(2)に対しては,Co/Pt多層膜のスピン緩和がCo/Pt層厚比に比例することを実験的に明らかにした.これはスピンのバルク拡散によってスピン緩和が生じていることを示す結果であり,Co/Pt多層膜における界面効果である磁気異方性とは直接の相間は見られず,Co/Pt層厚比を最適化することにより高磁気異方性を保ちつつ低スピン緩和を実現できることを明らかにした.

Current Status of Research Progress
Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (18 results)

All 2014 2013 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (13 results) (of which Invited: 4 results)

  • [Journal Article] Microwave assistance effect on magnetization switching in Co-Cr-Pt granular film2014

    • Author(s)
      S. Okamoto, N. Kikuchi, A. Hotta, M. Furuta, O. Kitakami, and T. Shimatsu
    • Journal Title

      Appl. Phy. Lett

      Volume: 103巻 Pages: 202405-1-202405-4

    • DOI

      10.1063/1.4830364

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Quasi-ballistic magnetization switching in Co/Pt dots with perpendicular magnetization2014

    • Author(s)
      N. Kikuchi, Y. Suyama, S. Okamoto, O. Kitakami, and T. Shimatsu
    • Journal Title

      Applied Physics Letters 104, 112409 (2014)

      Volume: 104 Pages: 112409-1-4

    • DOI

      10.1063/1.4869150

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Size dependence of magnetization switching and its dispersion of Co/Pt nanodots under the assistance of radio frequency fields2014

    • Author(s)
      M. Furuta, S. Okamoto, N. Kikuchi, O. Kitakami, and T. Shimatsu
    • Journal Title

      Journal of Applied Physics 115, 133914 (2014)

      Volume: 115 Pages: 133914-1-8

    • DOI

      10.1063/1.4870451

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Theory and Experiment of Microwave-Assisted Magnetization Switching in Perpendicular Magnetic Nanodots2014

    • Author(s)
      S. Okamoto, M. Furuta, N. Kikuchi, O. Kitakami, and T. Shimatsu
    • Journal Title

      IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS

      Volume: 50 Pages: 3200906-1-6

    • DOI

      10.1109/TMAG.2013.2281400

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Stoner-Wohlfarth Like Magnetization Switching in Very Small Co/Pt Nanodots under the Assistance of Radio Frequency Magnetic Field2013

    • Author(s)
      M. Furuta, S. Okamoto, N. Kikuchi, O. Kitakami, and T. Shimatsu
    • Journal Title

      Applied Physics Express

      Volume: 6 Pages: 053006-1-4

    • DOI

      http://dx .doi.org /10.756 7/APEX. 6.053006

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] RISE TIME EFFECT ON MAGNETIZATION REVERSAL OF CO/PT MULRILAYER NANODOTS BY NANOSECONDS PULSE FIELDS2013

    • Author(s)
      N. Kikuchi, S. Okamoto, M. Furuta, O. Kitakami, T. Shimatsu
    • Organizer
      Magnetics and Optics Research International Symposium
    • Place of Presentation
      Omiya
    • Year and Date
      20131202-20131205
    • Invited
  • [Presentation] Switching field and critical frequency distributions on microwave assisted switching in Co/Pt nanodot array2013

    • Author(s)
      M. Furuta, S. Okamoto, N. Kikuchi, O. Kitakami, T. Shimatsu
    • Organizer
      58TH ANNUAL CONFERENCE ON MAGNETISM AND MAGNETIC MATERIALS
    • Place of Presentation
      Denver, USA
    • Year and Date
      20131104-20131108
  • [Presentation] Switching field reduction of Co-Cr-Pt granular film under the assistance of rf fields2013

    • Author(s)
      S. Okamoto, N. Kikuchi, A. Hotta, M. Furuta, O. Kitakami, T. Shimatsu
    • Organizer
      58TH ANNUAL CONFERENCE ON MAGNETISM AND MAGNETIC MATERIALS
    • Place of Presentation
      Denver, USA
    • Year and Date
      20131104-20131108
  • [Presentation] Time dependent coercivity of granular media in a time scale from nanosecond to sub-millisecond regime2013

    • Author(s)
      N. Kikuchi, A. Hotta, K. Kadonosawa, M. Furuta, S. Okamoto, O. Kitakami, T. Shimatsu
    • Organizer
      58TH ANNUAL CONFERENCE ON MAGNETISM AND MAGNETIC MATERIALS
    • Place of Presentation
      Denver, USA
    • Year and Date
      20131104-20131108
  • [Presentation] Co/Pt ナノドットのマイクロ波アシストにおける 反転磁場分散と臨界周波数分散2013

    • Author(s)
      古田正樹, 岡本 聡, 菊池伸明, 北上 修, 島津武仁
    • Organizer
      第37回 日本磁気学会学術講演会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      20130903-20130906
  • [Presentation] Co/Pt 多層膜のダンピング定数のCo 層厚依存性2013

    • Author(s)
      草薙勇作, 岡本 聡, 菊池伸明, 北上 修, 加藤剛志, 岩田 聡
    • Organizer
      第37回 日本磁気学会学術講演会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      20130903-20130906
  • [Presentation] マイクロ波アシスト磁化反転におけるCo/Pt ドット径依存性2013

    • Author(s)
      古田正樹, 岡本 聡, 菊池伸明, 北上 修, 島津武仁
    • Organizer
      第37回 日本磁気学会学術講演会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      20130903-20130906
  • [Presentation] FREQUENCY AND SIZE DEPENDENT MICROWAVE ASSISTED MAGNETIZATION SWITCHING IN CO/PT NANODOT2013

    • Author(s)
      S. Okamoto, M. Furuta, N. Kikuchi, O. Kitakami, T. Shimatsu
    • Organizer
      24th MAGNETIC RECORDING CONFERENCE
    • Place of Presentation
      Tokyo
    • Year and Date
      20130820-20130822
    • Invited
  • [Presentation] マイクロ波アシストにおける垂直磁化ナノドットの磁化反転挙動

    • Author(s)
      岡本 聡, 古田正樹, 菊池伸明, 北上 修, 島津武仁
    • Organizer
      RC第35回技術報告会
    • Place of Presentation
      東京
    • Invited
  • [Presentation] マイクロ波アシスト磁化反転技術の現状と課題

    • Author(s)
      岡本 聡, 古田正樹, 菊池伸明, 北上 修, 島津武仁
    • Organizer
      DEMA クオータリーセミナー
    • Place of Presentation
      東京
    • Invited
  • [Presentation] Co/Ptナノドットアレイを用いたマイクロ波 アシスト磁化反転とその反転挙動

    • Author(s)
      古田正樹, 岡本聡, 菊池伸明, 北上修, 島津武仁
    • Organizer
      電子情報通信学会 MR研究会
    • Place of Presentation
      仙台
  • [Presentation] マイクロ波アシスト磁化反転における解析 的考察と実験検証

    • Author(s)
      岡本聡, 古田正樹, 菊池伸明, 北上修, 島津武仁
    • Organizer
      電子情報通信学会 MR研究会
    • Place of Presentation
      仙台
  • [Presentation] 垂直磁化磁性体におけるマイクロ波アシスト磁化反転

    • Author(s)
      岡本 聡
    • Organizer
      電子情報通信学会 CPM研究会
    • Place of Presentation
      東京

URL: 

Published: 2015-05-28  

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