2013 Fiscal Year Annual Research Report
新規高周波スピン計測技術による微小磁性体のスピンの高周波磁界応答の解明とその応用
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23686047
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
遠藤 恭 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50335379)
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| Project Period (FY) |
2011-11-18 – 2014-03-31
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| Keywords | 微小磁性体 / スピン / 高周波磁界応答 / コプレーナ伝送線路 / 磁気力顕微鏡用探針 / 振幅変調方式 / 高周波磁気力力顕微鏡 |
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| Research Abstract |
本研究課題ではGHz帯における新規高周波スピン計測技術を確立し、本計測技術を用いて微小磁性体のスピンの高周波磁界応答を解明する。その結果から、微小磁性体からなる新規スピン機能素子の創製を目指す。本年度は以下の事項を検討した。
(1)高周波スピン計測技術の構築とその妥当性：線路幅5 umの信号線を有するコプレーナ伝送線路（CPW）を作製し、そのCPWに振幅変調信号を入力し，Ni-Fe膜コートした磁気力顕微鏡用（Ni-Feコート）探針を用いてCPW上のGHz帯での高周波近傍磁界マップを計測した。その結果、CPWの信号線とグラウンド線との間のギャップ上でNi-Feコート探針の振動振幅の強弱に対応するコントラスが明瞭に表れ、近傍磁界の勾配が最大となった。この結果は計算機シミュレーション（HFSS）による解析結果と一致し、妥当であることを確認した。以上より、本計測技術により伝送線路の近傍磁界マップの検出が可能であることを明確にした。
(2)微小磁性体におけるスピンの高周波磁界応答の評価：課題(1)で開発に成功した高周波スピン計測技術を用いて評価を行うにあたり、微小磁性体の端部で発生するバリの除去や微小磁性体と伝送線路とを集積化する際の位置決め精度といった課題抽出を行った。また、計算機シミュレーションによる予測を行い、CPWの信号線上で発生する近傍磁界はGHz帯ではその強度と方向が信号線の中央と端部とで表皮効果および近接効果の影響により異なることがわかった。この結果は、微小磁性体のスピンの高周波磁界応答評価の際に、スピンの方向がCPWの信号線の位置に依存する可能性を示唆している。
以上の成果から、ドットパラメータ（サイズやドット間距離等）の変化や材料への第三元素添加によりスピンの動作周波数の制御が可能であり、この結果は新規スピン機能素子の構築を繋がる知見である。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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