研究課題
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、今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。研究実施計画に記載したとおり、DMIの存在する系としない系を比較する実験を行った。まずは、磁壁電流駆動よりも理解が簡単だと考えられる磁壁の磁場駆動実験を行った。その結果、DMIのある試料の磁壁移動速度は、DMIのない試料と比較して5倍も速くなることが分かった。この速度の違いを解明するために、二次元のマイクロマグネティクスシミュレーションを行った。シミュレーションの結果、DMIの強さを表すパラメータDが大きくなるにつれて、磁壁移動速度も速くなることが分かった。これらの結果から、DMIは磁壁移動速度を速くする効果があることが分かった。磁壁の磁場駆動実験と並行して、DMI存在下の磁壁電流駆動の実時間測定を試みた。その結果、オシロスコープを用いることで磁壁電流駆動の実時間測定に成功した。今後は、同様の実験装置を用いて、応用上重要である記録密度に関する知見を得るため、磁壁を細線中にどれだけ詰められるか調査していく予定である。磁壁の磁場駆動に対するDMIの影響を実験的に初めて明らかにし、さらに、磁壁電流駆動現象を実時間で測定した本研究は、磁壁駆動現象の研究の発展に少なからず貢献できたと考える。研究代表者は本研究成果を国内外の学会において発表した。
1: 当初の計画以上に進展している
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させることである。研究代表者は、これまで垂直磁化Co/Ni細線における外部磁場の影響を調査し、外部環境に対する安定性について議論してきた。しかし、デバイス応用のためには記録密度に関する知見も求められる。そこで今年度は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)存在下の磁壁ダイナミクスについて調査した。外部環境に対する安定性だけでなく、記録密度にも着目して実験を行った今年度の研究は、当初の計画以上に進展していると言える。
磁壁デバイス実現のためには、外部環境に対する安定性だけでなく記録密度の向上も求められる。今年度は、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)の存在する系に着目し実験を行った。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くする効果があることが分かった。来年度は、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ていく予定である。また、今年度DMI存在下の磁壁電流駆動の実時間測定に成功した実験においては、同様の実験装置を用いて、応用上重要である記録密度に関する知見を得たい。そのために、磁壁を細線中に多く詰め、複数磁壁電流駆動の実時間測定を成功させ、細線中にどれだけ磁壁を詰められるか調査する予定である。
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