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強い層間結合と垂直磁気異方性をあわせ持つ磁性人工格子薄膜の研究

研究課題

研究課題/領域番号 15560571
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 金属物性
研究機関筑波大学

研究代表者

喜多 英治  筑波大学, 大学院・数理物質科学研究科, 教授 (80134203)

研究分担者 大嶋 建一  筑波大学, 大学院・数理物質科学研究科, 教授 (70109271)
柳原 英人  筑波大学, 大学院・数理物質科学研究科, 講師 (50302386)
研究期間 (年度) 2003 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2004年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2003年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
キーワード垂直磁気異方性 / 層間磁気結合 / 磁気弾性結合 / 磁性多層膜 / 磁気多層膜 / エピタキシャル成長 / 磁気層間結合 / 磁歪
研究概要

磁性金属と非磁性金属からなる人工格子に広く見られる2つの磁気的な性質、すなわち隣り合う強磁性層に生じる層間交換結合と、形状磁気異方性よりも大きな磁気異方性に関する研究を行った。本研究ではこれら二つの性質が顕著に表れる系として、Co/Rh人工格子を選んだ。MBE法を用いて、Co/Rh(001)および(111)人工格子をエピタキシャル成長させたものを試料とした。Rh層厚に依存した磁気層間結合とCo層厚に依存した磁気異方性を調べるため、RhおよびCo層厚を楔状に変化させた人工格子膜を作製し、SQUID磁力計を用いて磁化曲線を測定した。
どちらの成長方向でも強い層間結合を観測した。またCo/Rh(111)の試料においては、Co層厚が12Å以下の時に垂直磁化膜となることを見いだした。この磁気異方性の主たる原因が、Co/Rh界面での対称性の低下によるものなのかあるいは、Co/Rhに存在する大きな格子不整合(約7%)による格子歪みであるのか明らかにするため、以下に述べるような定量的な議論をおこなった。RHEEDパターンのストリーク間隔は、成長面の格子定数に比例するため、この変化を捉えることにより膜面内の格子定数の変化を調べた。Co/Rh界面における合金化は無視できるほど小さいことから、RHEEDパターンから得られた格子歪みとその緩和過程および、既知のCoの磁気弾性定数を用いて、垂直磁気異方性のCo層厚依存性が再現できることを示した。その結果、すくなくともCo/Rhに関しては界面における磁気異方性は小さく、格子歪みにより磁気弾性結合を通じて生じる異方性が支配的であることが分かった。

報告書

(3件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (6件) 文献書誌 (1件)

  • [雑誌論文] Perpendicular magnetic anisotropy of Co/Rh(111) distorted superlattices2005

    • 著者名/発表者名
      H.Tokano, H.Yanagihara, E.Kita
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics 97

      ページ: 16103-3

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Perpendicular magnetic anisotropy of Co/Rh(111) distorted superlattices2005

    • 著者名/発表者名
      H.Tokano, H.Yanagihara, Eiji Kita
    • 雑誌名

      J.Appl.Phys. 97

      ページ: 16103-16105

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Co/Rh(111)多層膜の層間結合と磁気異方性2004

    • 著者名/発表者名
      戸叶洋之, 柳原英人, 喜多英治
    • 雑誌名

      日本応用磁気学会 28巻2号

      ページ: 164-167

    • NAID

      10015761007

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Structure and exchange coupling in (100) oriented Co/Ir artificial alloys2004

    • 著者名/発表者名
      E.Kita, K.Suzuki, H.Itoh, H.Yanagihara, H.Tokano
    • 雑誌名

      Trans. Mater. Res. Soc. Jpn. 29巻4号

      ページ: 1591-1594

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Magnetic interlayer coupling and anisotropy of Co/Rh(111) multilayers2004

    • 著者名/発表者名
      H.Tokano, H.Yanagihara, Eiji Kita
    • 雑誌名

      J.Magn.Soc.Jpn. 28,No2

      ページ: 164-167

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Structure and exchange coupling in (100) oriented Co/Ir artificial alloys2004

    • 著者名/発表者名
      E.Kita, K.Suzuki, H.Itoh, H.Yanagihara, H.Tokano
    • 雑誌名

      Trans.Mater.Res.Soc.Jpn. 29 No.4

      ページ: 1591-1594

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 戸叶洋之, 柳原英人, 喜多英治: "Co/Rh(111)多層膜の層間結合と磁気異方性"日本応用磁気学会誌. 28巻2号. 164 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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