研究実績の概要 |
1) 界面磁壁の 3次元シフトレジスター機能に適した材料系探のため,垂直磁気異方性層と面内磁気異方性層とを交互に積層した種々の多層膜を作製し,構造及び磁気特性の評価を行った.成膜にはタンデム型多元マグネトロンスパッタリング装置を用い,PC制御によるシャッター開閉機構により原子層オーダーでの層厚制御を行った.材料系の一次候補として,磁性細線における1次元転送で実績のあるCo/Ni, Co/Pd等の人工格子膜に着目し,核形成磁界Hnと磁壁抗磁力Hwの比を,磁壁情報安定性と低電力磁壁転送との相反要求に対する性能指標として層構成の適正化を行った.これらの人工格子系についてHn,Hw,Hn/Hwの下地金属層(Ti/Au)厚さ依存性を明らかにした.また,Co層厚をパラメータとした種々の多層膜の磁気ヒステリシス特性を,VSM及び極Kerr効果測定により評価し,垂直磁気異方性膜中に局所的な面内磁気異方性領域が形成される臨界層厚を定量的に明らかにした.
2) マイクロマグネティクスシミュレーションにより,界面磁壁を熱擾乱に抗して安定に保持可能な異方性変調強度,及び,保持された界面磁壁を駆動するために必要な電流密度を明らかにした.また,結晶構造配置した磁性原子間の交換相互作用,及び各磁性原子の磁気異方性エネルギーを定式化し,原子レベルでのスピン配列構造を解析可能なスピニクスシミュレーションを開発した.これにより,積層界面近傍における磁壁構造,磁壁エネルギー変調強度,スピン偏極電子との相互作用等の詳細を明らかにした.
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