垂直磁化ナノドットのマイクロ波アシスト磁化反転と不揮発メモリへの応用

• 研究課題/領域番号: 20686025
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 電子デバイス・電子機器
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 能崎 幸雄 慶應義塾大学, 理工学部, 准教授 (30304760)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 26,000千円 (直接経費: 20,000千円、間接経費: 6,000千円); 2010年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2009年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2008年度: 17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
• キーワード: 強磁性共鳴 / マイクロ波アシスト記録 / 垂直磁気記録 / 垂直磁気異方性 / 磁気記録 / 磁性 / スピンエレクトロニクス / 電子デバイス・機器 / マイクロ波 / 磁化反転 / ネットワークアナライザ / 垂直磁化膜

研究概要

本研究では、磁気異方性エネルギーの大きな垂直磁化膜のマイクロ波アシスト磁化反転の実現を目指した。まず、マイクロ波伝送線路を適切な設計で微細加工することにより、垂直磁化膜のマイクロ波アシスト磁化反転に必要なマイクロ波磁場を発生させることに成功した。次に、垂直磁気異方性を有するCo/Pd多層膜を作製し、マイクロ波磁場をインパルス印加した前後で強磁性共鳴スペクトルを測定することにより、マイクロ波アシスト磁化反転の有無を調べた。その結果、Co/Pd多層膜の固有周波数よりも10%低いマイクロ波磁場により、磁化反転が容易化されることを確かめた。

研究成果

• [雑誌論文] 微細加工したコプレーナ線路を用いたマイクロ波アシスト磁化反転実験 (2011)
  • 著者名/発表者名: 能崎幸雄, ら
  • 雑誌名: 信学技報 巻: 110 ページ: 39-46
  • NAID: 110008688903
• [雑誌論文] Detection of ferromagnetic resonance in a single-crystalline Fe wire using arectifying effect (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.kasatani, et al.
  • 雑誌名: Journal of Physics, Conference series 巻: 266
  • 査読あり
• [雑誌論文] マイクロ波アシスト磁気記録における記録ビットパターンの媒体飽和磁化依存性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 田中輝光, ら
  • 雑誌名: 電気学会論文誌A 巻: 130 ページ: 648-654
  • 査読あり
• [雑誌論文] グラニュラー媒体への狭トラックマイクロ波アシスト磁気記録シミュレーション (2010)
  • 著者名/発表者名: 加藤歩, ら
  • 雑誌名: 信学技報 巻: 110 ページ: 1-5
• [雑誌論文] Dependence of Magnetization Switching Property with Microwave Assistance on Anisotropy Field for ECC Nano-pillar (2010)
  • 著者名/発表者名: N.Narita, et al.
  • 雑誌名: Proc.IEEE TENCON2010 巻: 1 ページ: 1898-1901
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microwave-assisted magnetization reversal in a Co/Pd multilayer with perpendicular magnetic anisotropy. (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Nozaki
  • 雑誌名: Applied Physics Letters Vol.95, No.8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stochastic simulation of thermally assisted magnetization reversal in sub-100nm dots with perpendicular anisotropy. (2009)
  • 著者名/発表者名: B.Purnama, M.Koga, Y.Nozaki, K.Matsuyama
  • 雑誌名: J. Magn. Magn. Mater. Vol.321, No.9 ページ: 1325-1330
  • 査読あり
• [雑誌論文] サブミクロン幅NiFe薄膜パターンのマイクロ波アシスト磁化反転 (2009)
  • 著者名/発表者名: 立石健太郎, 白石壮馬, 能崎幸雄, 松山公秀
  • 雑誌名: J.Magn. Soc. Jpn. Vol.33, No.3 ページ: 208-211
  • NAID: 10025969693
  • 査読あり
• [雑誌論文] Material dependence of the thermally assisted magnetization reversal properties in microstructured Co/Pd multilayers. (2009)
  • 著者名/発表者名: B.Purnama, T.Tanaka, Y.Nozaki, K.Matsuyama
  • 雑誌名: Applied Physics Express Vol.2, No.3
  • NAID: 10025085117
  • 査読あり
• [雑誌論文] Experiments on microwave-assisted magnetization reversal in a submicron-scale Permalloy single element with a zero-field resonance frequency of 6.3GHz. (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Nozaki
  • 雑誌名: Applied Physics Express Vol.2, No.3
  • NAID: 10025085133
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical study on microwave-assisted magnetization reversal of magnetic particles several tens of nanometers wide with perpendicular anisotropy. (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Nozaki
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics Vol.105, No.7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bistable control of ferromagnetic resonance frequencies in ferromagnetic trilayered dots. (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Nozaki
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics Vol.105, No.1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bistable control of ferromagnetic resonance frequencies in ferromagnetic trilayered dots. (2009)
  • 著者名/発表者名: Yukio Nozaki, et al.
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 105
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical study on microwave-assisted magnetization reversal of magnetic particles several tens of nanometers wide with perpendicular anisotropy. (2009)
  • 著者名/発表者名: Yukio Nozaki, et al.
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 105
  • 査読あり
• [雑誌論文] Experiments on microwave-assisted magnetization reversal in a submicron-scale Permalloy single element with a zero-field resonance frequency of 6.3 GHz. (2009)
  • 著者名/発表者名: Yukio Nozaki, et al.
  • 雑誌名: Applied Physics Express 2
  • NAID: 10025085133
  • 査読あり
• [雑誌論文] サブミクロン幅NiFe薄膜パターンのマイクロ波アシスト磁化反転 (2009)
  • 著者名/発表者名: 立石健太郎, ら
  • 雑誌名: JOURNAL OF Magnetic Society of Japan 33 ページ: 208-211
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microwave-assisted magnetization reversal in a Co/Pd multilayer with perpendicular magnetic anisotropy. (2009)
  • 著者名/発表者名: Yukio Nozaki, et al.
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 95
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bistable control of ferromagnetic resonance frequencies in ferromagnetic trilayered dots (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Nozaki, et.al.
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 105
  • 査読あり
• [雑誌論文] Experiments on microwave-assisted magnetization reversal in a submicron-scale Permalloy single element with a zero-field resonance frequency of 6.3 GHz (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Nozaki, et.al.
  • 雑誌名: Applied Physics Express 2
  • NAID: 10025085133
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of interlayer magnetostatic coupling on the ferromagnetic resonance properties of lithographically patterned ferromagnetic trilayers. (2008)
  • 著者名/発表者名: Y.Nozaki
  • 雑誌名: Applied Physics Letters Vol.92
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of interlayer magnetostatic coupling on the ferromagnetic resonance properties of lithographically patterned ferromagnetic trilayers (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Nozaki, et.al.
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 92
  • 査読あり
• [雑誌論文] Micromagnetic study on microwave-assisted magnetic recording in perpendicular medium with intergrain exchange coupling
  • 著者名/発表者名: Y.Nozaki
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics in press.
  • 査読あり
• [学会発表] 微細加工したコプレーナ線路を用いたマイクロ波アシスト磁化反転実験(Invited) (2011)
  • 著者名/発表者名: 能崎幸雄, ら
  • 学会等名: 電子情報通信学会磁気記録・情報ストレージ研究会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2011-03-11
• [学会発表] 微細加工したコプレーナ線路を用いたマイクロ波アシスト磁化反転実験 (2011)
  • 著者名/発表者名: 能崎幸雄, ら
  • 学会等名: 電子情報通信学会磁気記録・情報ストレージ(MR)研究会
  • 発表場所: 名古屋大学(Invited)
  • 年月日: 2011-03-11
• [学会発表] ナノスケール強磁性薄膜の強磁性共鳴測定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 能崎幸雄, ら
  • 学会等名: 4大学ナノ・マイクロファブリケーションコンソーシアム拠点形成シンポジウム
  • 発表場所: 川崎市,神奈川県
  • 年月日: 2011-03-04
• [学会発表] 次世代磁気記録の課題 (2011)
  • 著者名/発表者名: 能崎幸雄
  • 学会等名: 第10回KLL産学連携セミナー
  • 発表場所: 慶應義塾大学
  • 年月日: 2011-02-25
• [学会発表] マイクロ波を用いた新しい磁気記録(Invited) (2011)
  • 著者名/発表者名: 能崎幸雄
  • 学会等名: 第140回スピニクス研究会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2011-02-24
• [学会発表] マイクロ波を用いた新しい磁気記録 (2011)
  • 著者名/発表者名: 能崎幸雄
  • 学会等名: 第140回スピニクス研究会
  • 発表場所: 東北大学(Invited)
  • 年月日: 2011-02-24
• [学会発表] Microwave-assisted magnetization reversal characteristics for ECC nano-pillar (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Tanaka, et al.
  • 学会等名: J-MRS
  • 発表場所: Yokohama, Japan
  • 年月日: 2010-12-21
• [学会発表] Track density capability of microwave assisted magnetic recording (2010)
  • 著者名/発表者名: A.Kato, et al.
  • 学会等名: 55th Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials (55th MMM)
  • 発表場所: Atlanta, USA
  • 年月日: 2010-11-17
• [学会発表] MAMR dependence on anisotropy field for ECC structured nano-pillar (2010)
  • 著者名/発表者名: N.Narita, et al.
  • 学会等名: 55th Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials (55th MMM)
  • 発表場所: Atlanta, USA
  • 年月日: 2010-11-17
• [学会発表] Dependence of MAMR on damping constanct for ECC nano-pillar (2010)
  • 著者名/発表者名: N.Narita, et al.
  • 学会等名: International Symposium on Advanced Magnetic Materials and Applications (ISAMMA 2010)
  • 発表場所: Sendai, Japan
  • 年月日: 2010-07-16
• [学会発表] Micromagnetic Study on Microwave-Assisted Magnetic Recording in Perpendicular Medium with Intergrain Exchnage Coupling.(Invited) (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Nozaki, et al.
  • 学会等名: The 2nd International Symposium on Advanced Magnetic Materials and Applications
  • 発表場所: Sendai, Japan.
  • 年月日: 2010-07-15
• [学会発表] Micromagnetic Study on Microwave-Assisted Magnetic Recording in Perpendicular Medium with Intergrain Exchnage Coupling (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Nozaki, et al.
  • 学会等名: International Symposium on Advanced Magnetic Materials and Applications (ISAMMA 2010)
  • 発表場所: Sendai, Japan(Invited)
  • 年月日: 2010-07-15
• [学会発表] Experimental study on optimum frequency for microwave-assisted magnetization reversal in perpendicularly magnetized Co/Pd multilayer. (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Nozaki, et al.
  • 学会等名: 11th Joint MMM-Intermag Conference
  • 発表場所: Washington DC, USA.
  • 年月日: 2010-01-19
• [学会発表] Experimental study on optimum frequency for microwave-assisted magnetization reversal in perpendicularly magnetized Co/Pd multilayer. (2010)
  • 著者名/発表者名: Yukio Nozaki
  • 学会等名: 11th Joint MMM-Intermag Conference 2010
  • 発表場所: Washington DC (USA)
  • 年月日: 2010-01-19
• [学会発表] マイクロコプレーナ線路を用いたマイクロ波アシスト記録実験(Invited) (2009)
  • 著者名/発表者名: 能崎幸雄, ら
  • 学会等名: 電子情報通信学会磁気記録・情報ストレージ(MR)研究会
  • 発表場所: 福岡市
  • 年月日: 2009-10-08
• [学会発表] Experimental and numerical study on microwave-assisted recording of perpendicular medium. (Invited) (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Nozaki, et al.
  • 学会等名: Intl. symposium at the 33rd Annual Conference on Magnetics
  • 発表場所: Nagasaki, Japan.
  • 年月日: 2009-09-15
• [学会発表] Experimental and numerical study on microwave-assisted recording of perpendicular medium. (Invited) (2009)
  • 著者名/発表者名: Yukio Nozaki
  • 学会等名: Intl. Symposium session at The 33rd Annual Conference on Magnetics.
  • 発表場所: Nagasaki (Japan)
  • 年月日: 2009-09-14
• [学会発表] Detection of magnetization reversal in patterned magnetic thin films with perpendicular anisotropy by means of vector network analyzer FMR spectroscopy. (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Nozaki, et al.
  • 学会等名: The International Conference on Magnetism
  • 発表場所: Karlsruhe, Germany.
  • 年月日: 2009-07-30
• [学会発表] Detection of magnetization reversal in patterned magnetic thin films with perpendicular anisotropy by means of vector network analyzer FMR spectroscopy. (2009)
  • 著者名/発表者名: Yukio Nozaki
  • 学会等名: The Internationla Conference on Magnetism
  • 発表場所: Karlsruhe (Germany)
  • 年月日: 2009-07-30
• [学会発表] Experimental study on microwave-assisted recording of perpendicular medium using microwave field generated by coplanar waveguide. (Invited) (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Nozaki
  • 学会等名: International Disc Forum 2009
  • 発表場所: Tokyo, Japan.
  • 年月日: 2009-07-22
• [学会発表] Experimental study on microwave-assisted recording of perpendicular medium using microwave field generated by coplanar waveguide. (Invited) (2009)
  • 著者名/発表者名: Yukio Nozaki
  • 学会等名: International Disc Forum 2009
  • 発表場所: Tokyo (Japan)
  • 年月日: 2009-07-22
• [学会発表] Experimental study on microwave-assisted magnetization reversal in patterned ferromagnetic thin films. (Invited) (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Nozaki, et al.
  • 学会等名: IEEE Intermag
  • 発表場所: Sacramento, CA, USA.
  • 年月日: 2009-05-07
• [学会発表] Experimental study on microwave-assisted magnetization reversal in patterned ferromagnetic thin films.(Invited) (2009)
  • 著者名/発表者名: Yukio Nozaki
  • 学会等名: IEEE International Magnetics Conference
  • 発表場所: Sacramento (USA)
  • 年月日: 2009-05-07
• [学会発表] ベクトルネットワークアナライザFMR分光法による垂直磁化膜パターンの磁化反転検出 (2009)
  • 著者名/発表者名: 能崎幸雄, ら
  • 学会等名: 第56回応用物理学会
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 2009-03-30
• [学会発表] ベクトルネットワークアナライザFMR分光法による垂直磁化膜パターンの磁化反転検出 (2009)
  • 著者名/発表者名: 能崎幸雄
  • 学会等名: 2009年春季第56回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 筑波大学(茨城県)
  • 年月日: 2009-03-30
• [学会発表] コプレーナ線路上に作製した強磁性薄膜パターンのマイクロ波アシスト磁化反転(Invited) (2009)
  • 著者名/発表者名: 能崎幸雄, ら
  • 学会等名: 電子情報通信学会
  • 発表場所: 愛媛大学
  • 年月日: 2009-03-20
• [学会発表] コプレーナ線路上に作製した強磁性薄膜パターンのマイクロ波アシスト磁化反転(Inited) (2009)
  • 著者名/発表者名: 能崎幸雄
  • 学会等名: 2009年電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 愛媛大学(愛媛県)
  • 年月日: 2009-03-20
• [学会発表] ベクトルネットワークアナライザFMR分光法によるNiFe薄膜パターンのマイクロ波アシスト磁化反転検出(Invited) (2009)
  • 著者名/発表者名: 能崎幸雄, ら
  • 学会等名: 日本磁気学会第165回研究会
  • 発表場所: 中央大学
  • 年月日: 2009-03-13
• [学会発表] ベクトルネットワークアナライザFMR分光法によるMFe薄膜パターンのマイクロ波アシスト磁化反転検出(Inited) (2009)
  • 著者名/発表者名: 能崎幸雄
  • 学会等名: 日本磁気学会第165回研究会
  • 発表場所: 中央大学(東京都)
  • 年月日: 2009-03-13
• [学会発表] マイクロ波磁界を用いた垂直磁化膜パターンのスイッチング磁界低減(Invited) (2009)
  • 著者名/発表者名: 能崎幸雄, ら
  • 学会等名: 第24回スピンエレクトロニクス専門研究会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2009-01-16
• [学会発表] マイクロ波磁界を用いた垂直磁化膜パターンのスイッチング磁界低減(Inited) (2009)
  • 著者名/発表者名: 能崎幸雄
  • 学会等名: 第24回スピンエレクトロニクス専門研究会
  • 発表場所: 名古屋大学(愛知県)
  • 年月日: 2009-01-16
• [学会発表] Numerical study on microwave-assisted magnetization reversal of several tens nm wide magnetic particle with perpendicular anisotropy. (2008)
  • 著者名/発表者名: Y.Nozaki, et al.
  • 学会等名: 53rd Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials
  • 発表場所: Austin, Texas, USA.
  • 年月日: 2008-11-13
• [学会発表] Numerical study on microwave-assisted magnetization reversal of several tens nm wide magnetic particle with perpendicular anisotropy (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Nozaki
  • 学会等名: 53rd Annual Conference on Magnetism and Maanetic Materials (MMM' 08)
  • 発表場所: アメリカ・オースチン市
  • 年月日: 2008-11-13
• [学会発表] Optimum conditions for microwave-assisted magnetization reversal of 30-nm-thick Permalloy film with lateral size of 2×0.2μm^2 fabricated on 0.2-μm-wide coplanar waveguide. (2008)
  • 著者名/発表者名: Y.Nozaki, et al.
  • 学会等名: 53rd Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials
  • 発表場所: Austin, Texas, USA.
  • 年月日: 2008-11-12
• [学会発表] Optimum conditions for microwave-assisted magnetization reversal of 30nm thick Permalloy film with lateral size of 2x0.2 Rna^2 (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Nozaki
  • 学会等名: 53rd Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials (MMM' 08)
  • 発表場所: アメリカ・オースチン市
  • 年月日: 2008-11-12
• [学会発表] マイクロ波磁界を用いた低消費電力磁気記録 (2008)
  • 著者名/発表者名: 能崎幸雄
  • 学会等名: イノベーションジャパン新技術説明会
  • 発表場所: 東京国際フォーラム
  • 年月日: 2008-09-17
• [学会発表] マイクロ波磁界を用いた低消費電力磁気記録 (2008)
  • 著者名/発表者名: 能崎幸雄
  • 学会等名: イノベーションジャパン2008・新技術説明会
  • 発表場所: 東京国際フォーラム(東京都)
  • 年月日: 2008-09-17
• [学会発表] サブミクロン幅NiFe薄膜パターンのマイクロ波アシスト磁化反転 (2008)
  • 著者名/発表者名: 能崎幸雄
  • 学会等名: 第32回日本磁気学会学術講演会
  • 発表場所: 東北学院大学(宮城県)
  • 年月日: 2008-09-14
• [学会発表] 垂直磁化膜パターンにおけるマイクロ波アシスト磁化反転の計算機シミュレーション (2008)
  • 著者名/発表者名: 能崎幸雄
  • 学会等名: 第32回日本磁気学会学術講演会
  • 発表場所: 東北学院大学(宮城県)
  • 年月日: 2008-09-13
• [学会発表] On-chip FMR検出を用いた強磁性薄膜パターンのマイクロ波アシスト磁化反転実験 (2008)
  • 著者名/発表者名: 能崎幸雄, ら
  • 学会等名: 第69回応用物理学会
  • 発表場所: 中部大学
  • 年月日: 2008-09-03
• [学会発表] On-chip FMR検出を用いた強磁腔薄膜パターンρマイクロ波アシスト磁化反転実験 (2008)
  • 著者名/発表者名: 能崎幸雄
  • 学会等名: 2008年秋季第69回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 中部大学(愛知県)
  • 年月日: 2008-09-03
• [学会発表] ナノ磁性体のスピンマニピユレーション (2008)
  • 著者名/発表者名: 能崎幸雄
  • 学会等名: 公開講座・先端サマーセミナー
  • 発表場所: 福岡市
  • 年月日: 2008-08-07
• [学会発表] 強磁性薄膜パターンのマイクロ波アシスト磁化反転実験(Invited) (2008)
  • 著者名/発表者名: 能崎幸雄, ら
  • 学会等名: 電気学会マグネティクス研究会
  • 発表場所: 仙台市
  • 年月日: 2008-08-04
• [学会発表] 強磁性薄膜パターンのマイクロ波アシスト磁化反転実験(Inited) (2008)
  • 著者名/発表者名: 能崎幸雄
  • 学会等名: 電気学会マグネティクス研究会
  • 発表場所: 東北大学(宮城県)
  • 年月日: 2008-08-04
• [学会発表] マイクロ波磁界を用いた低電力磁化スイッチング (2008)
  • 著者名/発表者名: 能崎幸雄, ら
  • 学会等名: 第9回九州磁気セミナー
  • 発表場所: 平戸市
  • 年月日: 2008-05-22
• [学会発表] Bistable control of ferromagnetic resonance frequencies in ferromagnetic trilayered dots. (2008)
  • 著者名/発表者名: Y.Nozaki, et al.
  • 学会等名: IEEE Intermag
  • 発表場所: Madrid, Spain.
  • 年月日: 2008-05-07
• [学会発表] Bistable control of ferromagnetic resonance frequencies in ferromagnetic trilayered dots (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Nozaki
  • 学会等名: IEEE International Magnetics Conference (Intermag'08)
  • 発表場所: スペイン・マドリッド市
  • 年月日: 2008-05-07
• [備考] ホームページ等
• [備考]
  • URL: http://spin.ed.kyushu-u.ac.jp/
• [産業財産権] 磁気連想メモリ及び磁気連想メモリからの情報読み出し方法 (2009)
  • 発明者名: 松山公秀, 能崎幸雄
  • 権利者名: 九州大学
  • 取得年月日: 2009-12-18
• [産業財産権] 磁気連想メモリ及び磁気連想メモリからの情報読み出し方法 (2009)
  • 発明者名: 松山公秀能崎幸雄
  • 権利者名: 松山公秀能崎幸雄
  • 取得年月日: 2009-12-18
• [産業財産権] 磁性多層膜ドットを用いた高周波デバイス (2008)
  • 発明者名: 能崎幸雄, 松山公秀
  • 権利者名: 九州大学
  • 取得年月日: 2008-09-26