| 研究概要 |
磁壁電流駆動現象は磁区と磁区との遷移領域であるナノスケールの磁壁を電流で駆動させる現象である。この現象はその物理機構だけでなく、次世代の不揮発性メモリへの応用の観点から世界中で盛んに研究されている。まず、その物理機構は伝導電子から磁壁内部の局在スピンへのスピン角運動量移行によって説明される。これをスピントランスファー機構と呼ぶ。この機構の理解を深めるために我々は垂直磁化Co/Ni細線における磁壁電流駆動研究を行ってきた。その結果、我々はCo/Ni系における磁壁電流駆動はスピントランスファー機構によって説明できると実験的に証明してきた[T.Koyama, K.Ueda et al., Nat. maters(2011)]。スピントランスファー機構が支配するCo/Ni系を用いて、材料定数で重要なスピン分極率の評価法を確立することを目的とする。Co/Ni細線における磁壁電流駆動はスピントランスファー機構で説明できることを述べた。それにより磁壁移動速度(v)は、(1)式で記述できスピン分極率(P)を決定できることができる。Pは、物質固有の材料定数である。v=μEPI/eMS,μB-(1):ボーア磁子,e:電荷素量,MS:飽和磁化を示している。最初に、vの電流密度依存性が高周波低温プローバーによって測定された。電流印可時におけるデバイスの発熱が避けられないために、電流印可時におけるデバイス抵抗の変化を測定することによって実際のデバイス温度(Td)が見積もられた。(1)式から、Co/Ni細線におけるPの温度依存性が見積もられた[Fi&1]。またインセットには超伝導量子干渉計で測定されたMsの温度依存性が示されている。Fig.1よりPは高温になるにつれ減少していき100K-530Kまでの広範囲の領域で観測された。このように低温から室温以上のキュリー点付近(磁石の性質が消失する温度)までの領域でPが評価されたのは世界で最初の報告で新たなるPの決定手法である。さらに、PがMsよりも早く減少していくのはマグノン散乱により定性的に説明されることも分かった。本研究の成果は、論文として出版された[K.Ueda et al., Appl. Phys. Lett.(2012)]。
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