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磁気渦のダイナミクスを利用した非断熱スピントルクの解明

研究課題

研究課題/領域番号 13J02350
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 物性Ⅱ(磁性・金属・低温)(実験)
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

後藤 穣  慶應義塾大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
2014年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2013年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードspintronics / antivortex / nonadiabaticity / spin transfer torque / 磁気渦 / 非断熱トルク / 磁気反渦
研究実績の概要

近年、強磁性体中の伝導電子と磁化の相互作用の理解が重要視されている。特に磁気(反)渦という構造の中心は伝導電子と強く相互作用すると報告されている。(反)渦と伝導電子の相互作用を調べるためには、試料に電流を印加した時の磁気(反)渦の運動を調べる必要がある。しかし、円盤中に形成される磁気渦では磁気渦と電極が接触しているため、電極から生じる電流磁場や電流密度分布の乱れが生じる。本研究では交差細線に形成される磁気反渦に着目した。この構造では電極を反渦から離れた位置に配置できるため上記の効果を排除できる。そこで、磁気反渦を交差細線中に形成させる必要がある。
そこで、電気抵抗測定と磁気力顕微鏡観察の手法より交差細線の磁化構造形成過程を調べた。その結果、交差細線には四種類の一様磁区構造(左向き、上向き、下向き、右向き)と反渦構造という安定な磁化状態が存在し、それらが確率的に遷移しあうことが分かった。磁化構造が確率的に決まる原因は、磁化の熱擾乱によって形成される磁化構造が揺らぐためと考えられる。更に、一様磁化構造から反渦構造へ変化した際、抵抗値が増加することが分かった。これは異方性磁気抵抗効果によって磁区構造変化を反映した抵抗増加が生じたと考えられる。この抵抗変化から反渦形成を判別できるため、実験効率が向上する。以上の結果を日本物理学会、日本磁気学会、Annual Magnetism and Magnetic Materials Conferenceにて発表した。また、Japanese Journal of Applied Physics誌に投稿、受理された(M. Goto et. al., Jpn. J. Appl. Phys, 54, 023001, (2015))。今後は、形成された反渦のダイナミクスを詳細に調べることで、伝導電子と磁化の相互作用をより正確に評価できると期待される。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Criteria for electric determination of antivortex creation in ferromagnetic thin film2015

    • 著者名/発表者名
      Minori Goto, Yukio Nozaki, and Koji Sekiguchi
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 54 号: 2 ページ: 023001-023001

    • DOI

      10.7567/jjap.54.023001

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Coupled oscillations of vortex cores confined in a ferromagnetic elliptical disk2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Hata, Minori Goto, Akinobu Yamaguchi, Tomonori Sato, Yoshinobu Nakatani, and Yukio Nozaki
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 90 号: 10 ページ: 1044181-14

    • DOI

      10.1103/physrevb.90.104418

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 強磁性交差細線における磁気反渦の共鳴2015

    • 著者名/発表者名
      後藤穣、棚澤友幾、関口康爾、能崎幸雄
    • 学会等名
      日本物理学会第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学 早稲田キャンパス 新宿区西早稲田1-6-1
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Stochastic Magnetization Process of Antivortex Formation in X-shaped Cross Wire2014

    • 著者名/発表者名
      M. Goto, T. Tanazawa, K. Sekiguchi, and Y. Nozaki
    • 学会等名
      The 59th annual magnetizm and magnetic materials conference
    • 発表場所
      Hilton Hawaiian Village Waikiki Beach Resort, 2005 Kalia Road, Honolulu, Hawaii, 96815, USA
    • 年月日
      2014-11-03 – 2014-11-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 強磁性交差細線を用いたAntivortexの高効率生成2014

    • 著者名/発表者名
      後藤穣、棚澤友幾、関口康爾、能崎幸雄
    • 学会等名
      日本物理学会2014秋季大会
    • 発表場所
      中部大学 春日井キャンパス 愛知県春日井市松本町1200
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] X型強磁性交差細線におけるAntivortex生成過程と電気的判定2014

    • 著者名/発表者名
      後藤穣、棚澤友幾、関口康爾、能崎幸雄
    • 学会等名
      第38回日本磁気学会学術講演会
    • 発表場所
      慶應義塾大学 日吉キャンパス 神奈川県横浜市港北区日吉4-1-1
    • 年月日
      2014-09-02 – 2014-09-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 強磁性交差細線に形成される磁気反渦の電気的測定2014

    • 著者名/発表者名
      後藤 穣
    • 学会等名
      日本物理学会年次大会
    • 発表場所
      東海大学
    • 年月日
      2014-03-27
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 渦磁壁に作用するスピントランスファー効果の磁化勾配依存氏に関する研究2013

    • 著者名/発表者名
      後藤 穣
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学
    • 年月日
      2013-09-25
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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