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垂直磁化Co/Ni細線中の磁壁電流駆動における外部磁場の影響と応用展開

研究課題

研究課題/領域番号 13J04251
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 ナノ構造科学
研究機関京都大学

研究代表者

吉村 瑶子  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
2015年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2014年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2013年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワードスピントロニクス
研究実績の概要

本研究の目的は、磁壁の電流駆動現象を利用した外部環境に強い磁壁デバイスを実現することである。この目的を達成するために、外部磁場を印加した状態で、Co/Ni細線中の磁壁の電流駆動実験を行い、磁壁移動速度と外部磁場の関係について明らかにしてきた。しかし、デバイス応用のためには外部環境に対する安定性だけでなく、記録密度に関する知見も求められる。そこで、昨年度は隣接する磁壁間の対消滅を妨げる効果があり、記録密度の向上が期待されるジャロシンスキー・守谷相互作用(DMI)に着目し研究を行った。その結果、磁壁の磁場駆動において、DMIは磁壁移動速度を速める効果があることが分かった。今年度は、研究実施計画に記載したとおり、DMIのある場合に、磁壁移動速度が速くなる原因について調査した。
シミュレーションと実験結果を比較検討することで、細線の二次元性が速度に影響を及ぼすことを突き止めた。さらに、磁壁内部の平均磁化角度をシミュレーションにより調査したところ、DMIがない場合は、平均磁化角度が時間とともに変化するのに対し、DMIがある場合は、平均磁化角度を一定に保ったまま磁壁が移動することが明らかになった。このことは、DMIが強い場合の二次元細線における磁壁が、ソリトン的な磁壁移動をすることを意味している。本研究により、二次元の磁壁構造にDMIが加わると、これまで知られていなかった新しい磁壁移動機構で磁壁が移動することが明らかになった。
磁壁の磁場駆動に対するDMIの影響を明らかにした本研究成果は、基礎的にも応用的にも重要な知見といえる。特に、磁壁デバイスを設計する際に重要となる膜構造と次元性に対する指針を与えたという点でも特筆すべき成果である。研究代表者は本研究成果を国内の学会において発表した。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 6件、 謝辞記載あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 1件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] University of California(米国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] Korea University/Sogang University/Sejong University(韓国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] Gutenberg-Universität(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Soliton-like magnetic domain wall motion induced by the interfacial Dzyaloshinskii-Moriya Interaction2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Yoshimura, K.-J. Kim, T. Taniguchi, T. Tono, K. Ueda, R. Hiramatsu, T. Moriyama, K. Yamada, Y. Nakatani, and T. Ono
    • 雑誌名

      Nature Physics

      巻: 12 号: 2 ページ: 157-161

    • DOI

      10.1038/nphys3535

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Observation of asymmetry in domain wll velocity under transverse magnetic field2016

    • 著者名/発表者名
      K.- J. Kim, Y. Yoshimura, T. Okuno, T. Moriyama, S.-W. Lee, K.-J. Lee, Y. Nakatani, and T. Ono
    • 雑誌名

      APL Materials

      巻: 4 号: 3 ページ: 032504-032504

    • DOI

      10.1063/1.4944897

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Field-driven domain wall motion under a bias current in the creep and flow regimes in Pt/[CoSiB/Pt]N nanowires2016

    • 著者名/発表者名
      Y. H. Choi, Y. Yoshimura, K.-J. Kim, K. Lee, T. W. Kim, T. Ono, C.-Y. You & M. H. Jung
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 6 号: 1 ページ: 23933-23933

    • DOI

      10.1038/srep23933

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Anti-damping spin transfer torque through epitaxial Nickel oxide2015

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Moriyama, So Takei, Masaki Nagata, Yoko Yoshimura, Noriko Matsuzaki, Takahito Terashima, Yaroslav Tserkovnyak, and Teruo Ono
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 106 号: 16 ページ: 022406-022406

    • DOI

      10.1063/1.4918990

    • NAID

      120005625675

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 伝導電子と磁性との結合による磁壁運動の制御2015

    • 著者名/発表者名
      吉村瑶子,KIM Kab-Jin,小野輝男
    • 雑誌名

      固体物理

      巻: 50 ページ: 33-45

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Effect of spin Hall torque on current induced precessiorlal domain wall motion2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Yoshimura, T. Koyama, D. Chiba, Y. Nakatani, S. Fukami, M. Yamanouchi, H. Ohno, K. -J. Kim, T. Moriyama, and T. Ono
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 7 号: 3 ページ: 033005-033005

    • DOI

      10.7567/apex.7.033005

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ジャロシンスキー・守谷相互作用に誘起されるソリトン的な磁壁移動現象2016

    • 著者名/発表者名
      吉村瑶子,KIM Kab-Jin,谷口卓也,東野隆之,上田浩平,平松亮,森山貴広,山田啓介,仲谷栄伸,小野輝男
    • 学会等名
      日本物理学会 第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学泉キャンパス(宮城県)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ジャロシンスキー・守谷相互作用に誘起されるソリトン的な磁壁移動現象2016

    • 著者名/発表者名
      吉村瑶子,KIM Kab-Jin,谷口卓也,東野隆之,上田浩平,平松亮,森山貴広,山田啓介,仲谷栄伸,小野輝男
    • 学会等名
      科研費特別推進研究「スピンオービトロニクス」平成27年度報告会
    • 発表場所
      かんぽの宿小樽(北海道)
    • 年月日
      2016-02-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Fast DW motion through the annihilation of vertical Bloch lines induced by Dzyaloshinskii-Moriya interaction2016

    • 著者名/発表者名
      Yoko Yoshimura, Kab-Jin Kim, Takuya Taniguchi, Takayuki Tono, Kohei Ueda, Ryo Hiramatsu, Takahiro Moriyama, Keisuke Yamada, Yoshinobu Nakatani, Teruo Ono
    • 学会等名
      Symposium on Surface and Nano Science 2016
    • 発表場所
      新富良野プリンスホテル(北海道)
    • 年月日
      2016-01-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 磁壁電流駆動現象の実時間測定2015

    • 著者名/発表者名
      吉村瑶子,谷口卓也,東野隆之, Kab-Jin Kim,森山貴広,小野輝男
    • 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)
    • 年月日
      2015-03-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Field-driven domain-wall dynamics in the presence of Dzyaloshinskii-Moriya interaction: velocity enhancement by the spin wave emission2014

    • 著者名/発表者名
      Yoko Yoshimura, Kab-Jin Kim, Takuya Taniguchi, Kohei Ueda, Ryo Hiramatsu, Takahiro Moriyama, Hironobu Tanigawa, Eiji Kariyada, Yoshinobu Nakatani, and Teruo Ono
    • 学会等名
      Magnetism & Magnetic Materials Conference
    • 発表場所
      Hilton Hawaiian Village Waikiki Beach Resort (ハワイ)
    • 年月日
      2014-11-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ジャロシンスキー・守谷相互作用存在下の磁壁ダイナミクス2014

    • 著者名/発表者名
      吉村瑶子, Kab-jin Kim, 谷口卓也, 上田浩平, 平松亮, 森山貴広, 谷川博信, 鈴木哲広, 苅屋田英嗣, 仲谷栄伸, 小野輝男
    • 学会等名
      日本物理学会 2014年秋季大会
    • 発表場所
      中部大学(春日井キャンパス)
    • 年月日
      2014-09-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 強磁性細線における磁壁移動の実時間観察2014

    • 著者名/発表者名
      吉村瑶子, 上田浩平, Kab-Jin Kim, 森山貴広, 谷川博信, 苅屋田英嗣, 鈴木哲広, 小野輝男
    • 学会等名
      ナノ学会第12回大会
    • 発表場所
      京都大学おうばくプラザ
    • 年月日
      2014-05-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 垂直磁化Co/Ni細線における磁壁移動の実時間観察2014

    • 著者名/発表者名
      吉村瑶子, 上田浩平, K -J. Kim, 森山貴広, 谷川博信, 苅屋田英嗣, 鈴木哲広, 小野輝男
    • 学会等名
      日本物理学会 第69回年次大会
    • 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] 垂直磁化Co/Ni細線中の磁壁電流駆動におけるスピンホール効果の影響2013

    • 著者名/発表者名
      吉村瑶子, 小山知弘, 森山貴広, K. -J. Kim. 千葉大地, 深見俊輔, 山ノ内路彦, 大野英男, 仲谷栄伸, 小野輝男
    • 学会等名
      日本物理学会 2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学
    • 年月日
      2013-09-27
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] SPIN HALL EFFECT ASSISTED MAGNETIC DOMAIN WALL MOTION IN PERPENDICULARLY MAGNETIZED CO/NI NANOWIRE2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Yoshimura, T. Koyama, D. Chiba, Y. Nakatani, S. Fukami, M. Yamanouchi, H. Ohno. K. -J. Kim, and T. Ono
    • 学会等名
      Joint European Magnetie Symposia 2013
    • 発表場所
      Rodos Palace Convention Center(ギリシャ)
    • 年月日
      2013-08-26
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Influence of in-plane magnetic fields on current-induced domain wall motion in a perpendicularly magnetized Co/Ni nanowire2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Yoshimura, T. Koyama, D. Chiba, Y. Nakatani, S. Fukami, M. Yamanouchi, H. Ohno, and T. Ono
    • 学会等名
      The 8th International Symposium on Metallic Multilayers 2013
    • 発表場所
      Kyoto Research Park
    • 年月日
      2013-05-20
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 磁壁のトポロジーが不変: 界面効果に誘起される新しい磁壁移動機構の発見

    • URL

      http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research/research_results/2015/151110_1.html

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 磁壁のトポロジーが不変: 界面効果に誘起される新しい磁壁移動機構の発見

    • URL

      http://www.kuicr.kyoto-u.ac.jp/sites/topics/topics_151109/

    • 関連する報告書
      2015 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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