2016 Fiscal Year Annual Research Report
Control of Spin-dynamics Associated with Scale and its Device Application
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26289082
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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) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 電子・電気材料 / スピントロニクス / 磁性 / 先端機能デバイス / 電子デバイス・機器 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、Fe系合金薄膜、第三元素を添加したFe系合金薄膜においてスピンダイナミクスの基本パラメータであるダンピング定数、強磁性共鳴（FMR）周波数、FMR線幅に着目し、スピンダイナミクスのメカニズムを把握し、合金組成および添加元素によるスピンダイナミクスの制御法の確立と、スピンダイナミクスに関連する磁性材料設計指針の確立を目的としている。
巨大磁気ひずみを有するFe系合金薄膜におけるダンピング定数の膜厚依存性を検討した。ダンピング定数とFMR線幅は、膜厚の増加とともに急激に増加した後、減少した。磁気ひずみの膜厚に対する変化も同様の挙動を示した。これらの結果は、スピンダイナミクスが磁気ひずみと相関関係にあることを示唆している。したがって、Fe系合金薄膜のスピンダイナミクスは、磁気ひずみの根源であるスピン軌道相互作用に由来している可能性を示している。
Fe系二元合金薄膜に第三元素を添加すると、添加元素量の増加にともない、ダンピング定数の増加、FMR周波数のシフト、異方性分散を抑制できることがわかった。一方で、膜厚を増加させると、膜厚方向の反磁界の影響によりFMR周波数および線幅を変化させることが可能であること、多重スピン波共鳴が起きることがわかった。以上より、Ni-Fe、Fe-Si、Fe-CoといったFe系合金薄膜の場合には合金組成を変えることにより、第三元素添加の場合には添加元素の量や膜厚を可変させることにより、スピンダイナミクスの制御が可能であり、磁気デバイスへ展開できることを示唆している。
さらに、Fe系酸化物薄膜のスピンダイナミクスを検討したところ、ダンピング定数がFe系二元合金薄膜に比べて一桁低くなることがわかった。また、基板上に薄膜を堆積する際に金属下地層を事前に準備すると、結晶性を改善でき、ダンピング定数がより低く、FMR線幅がより狭くなることがわかった。
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| Research Progress Status |
28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 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28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 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(17 results)
