2012 Fiscal Year Annual Research Report
エネルギーアシストによるＦｅＰｔ垂直媒体の磁化反転制御
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23686100
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
高橋 有紀子 独立行政法人物質・材料研究機構, その他部局等, 研究員 (50421392)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | エネルギーアシスト磁化反転 |
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| Research Abstract |
本研究では、高保磁力FePtナノ粒子の磁化反転を熱やマイクロ波のアシストにより行うエネルギーアシスト磁気記録方式で4 Tbit/in2の記録密度に対応できるFePt系垂直磁気記録媒体の開発を目指す。そのために、4 Tbit/in2級のエネルギーアシスト磁気記録に適したFePt系垂直磁気記録媒体を開発し、熱及びマイクロ波を照射することによる磁化反転の静的およびダイナミクス測定を行う。本年度は、昨年度立ち上げを行った測定系を用いたマイクロ波照射磁化反転の実証を行うとともに、FePt媒体の微細構造制御を行った。
① マイクロ波照射磁化反転：昨年度、マイクロ波アシストのための測定系の立ち上げ、微細加工の立ち上げを行った。これを用いて本年度は、比較的異方性の小さいCoFeB垂直膜を用いて高周波磁場照射による磁化反転のアシスト効果について検討を行った。その結果、異方性磁界の2%程度の高周波磁場の照射で磁化反転磁界の大幅な減少が観測された。来年度は、異方性の大きいFePt粒子でのマイクロ波アシスト磁化反転について検討を行う。
② 微細構造制御：これまでの研究ではCをマトリックスとしていたが、FePtとCの相分離傾向が強いために柱状構造が得られず、表面平坦性が悪かった。一方で、TiO2やSiO2を使うと柱状構造が得られるものの、面内の粒子分離性が良くないことが過去に報告されている。柱状構造・良好な粒子分離性を実現するために、CとSiO2やTiO2の中間の相分離傾向を示す材料を計算により予測した。NbOx、WOxなどの遷移金属酸化物で検討を行ったが、遷移金属がFePt粒子内に拡散し、FePtの規則度が下がった。一方、粒子分離性のよい柱状構造は実現している。来年度は、混合エンタルピーも考慮にいれた材料選択行う。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
エネルギーアシスト磁化反転を測定するための装置を使って異方性の小さい材料ではあるがエネルギーアシストの効果が観測されている。また微細構造制御では目標とする組織に近いものができているため、おおむね順調に進展していると評価できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度までに、マイクロ波アシストによる垂直磁気異方性をもつCoFeB粒子の反転磁場の低減、および4Tb/in2を実現するための微細組織に非常に近いものができている。来年度も引き続き上記２点について検討を行う。
マイクロ波アシスト磁化反転については、本課題の目標である高磁気異方性を持つFePtグラニュラー薄膜について検討を行う。FePtが完全に規則化した場合、その大きい異方性のために共鳴周波数が数100GHzとなり、実験が困難である。FePtは規則度によって異方性を制御できるので、規則度を系統的に変化させた試料により、反転磁場の低減効果についての検討を行う。
FePtグラニュラー薄膜の微細組織制御については、今年度の検討により相分離傾向だけではなく混合エントロピーも考慮にいれた非磁性マトリックスの材料選択を行う必要があることが明らかになった。そこでFeと正の混合エンタルピーをもつCrに着目し、Cr酸化物を用いて、柱状構造と粒子分散性を両立しつつ、異方性の高いFePtグラニュラー薄膜の作製を目指す。規則化のサイズ効果により高い規則度が得られない場合には、規則化を促進する効果のある元素の添加により解決を試みる。さらに、磁化反転磁界分布を小さくするために、FePt粒子の上に異方性の低い材料を薄く成膜したECC(exchange coupled composite)媒体の検討も行う。
以上の実験により、より大きなマイクロ波アシスト効果を得るための媒体構造の最適化を行う。
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Research Products
(6 results)
