2015 Fiscal Year Annual Research Report
高性能スピンデバイスのためのねじれ磁気構造材料の創製
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25709056
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
関 剛斎 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (40579611)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 磁気構造制御 / スピンデバイス / 磁化ダイナミクス / ナノ構造 / 積層制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、空間的にねじれた磁気構造を微小領域において精密に制御することで、スピンデバイスの高性能化に資するねじれ磁気構造材料の創製を行うことを主目的とし、異種磁性金属の積層化、微小磁性体におけるねじれ磁気構造および磁化ダイナミクスの解明と制御、変調スピン流による磁化反転、高周波スピントルク発振、さらに巨大スピン起電力の発生を目指して研究を遂行した。平成27年度は、本事業において確立した異種磁性金属積層試料の成膜手法を用いて、「スピン波モードに起因した変調スピン流、スピントルク発振およびスピン起電力の観測」を目指し、加えて「異種磁性金属積層試料における磁化ダイナミクスの統一的な理解」に向けて以下の研究内容を遂行した。
１、ナノサイズ素子における磁化ダイナミクスの検出：前年度から引き続き、ハード磁性材料であるFePt合金層とソフト磁性材料であるパーマロイ合金層から成るナノサイズ柱状素子の磁化ダイナミクスを詳細に調べた。その結果、定在波のスピン波モードに加え、磁気渦構造の運動に起因した共鳴モードが出現すること、および磁気渦ダイナミクスを積極的に利用することで垂直磁化を有するFePt合金層の磁化反転磁場を大幅に低減することに成功した。
２、スピン波モードの同定と共鳴励起磁化反転：パルス状の高周波磁場を用いてスピン波モードを励起することによる磁化反転を調べた結果、均一モードを用いたマイクロ波アシスト磁化反転とは異なり、共鳴条件下でのみ磁化反転が励起されていることを実証した。
３、スピン波モードに起因したスピン起電力：面内磁化を有するFePt合金層とパーマロイ層の素子において、スピン波励起に起因したスピン起電力の観測に成功した。さらに、スピン起電力の観測される条件を明らかにし、スピン波モード依存性についても検討した。
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| Research Progress Status |
27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 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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