単一ナノ磁性粒子の超高速スイッチングの直接計測とその制御手法の開発

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18686027
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 電子・電気材料工学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 岡本 聡 東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (10292278)
• 連携研究者: 北上 修 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (70250834) ; 菊池 伸明 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (80436170)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• キーワード: 磁気記録 / 高速スイッチング / パルス磁場 / 微細加工 / パターン媒体 / マイクロ波アシスト記録

研究概要

本研究では単一ナノ磁性粒子の超高速ならびに高感度な磁気計測技術の開発および, 超高速かつ低磁場反転技術の開発を行うことを目的として研究を行った. 大振幅高速パルス磁場印加システムならびに単一磁性粒子の残留磁化状態の超高感度逐次計測システムの構築を行い, それを用いて垂直磁気異方性を有するCo/Pt多層膜の単一ナノ磁性粒子を用いた磁化反転実験を進めた. その結果, 単一ナノ磁性体におけるスイッチング過程をナノ秒スケールで実験的に明らかにすることに成功した. またマイクロ波を用いた新規スイッチング技術についての検討を行い, その優位性を確認した.

研究成果

• [雑誌論文] Generation of nanosecond magnetic pulse field for switching experiments on a single Co/Pt nanodot (2009)
  • 著者名/発表者名: N. Kikuchi, S. Okamoto, and O. Kitakami
  • 雑誌名: J. Appl. Phys 105 ページ: 07D506-1-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetization switching experiments on sub-micron Co/Pt multilayer dot using a pulse field generator with nanoseconds duration (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Ito, N. Kikuchi, S. Okamoto, O. Kitakami
  • 雑誌名: IEEE Trans. Magne 44 ページ: 3446-3449
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetization behavior of nanomagnets for patterned nedia application (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Okamoto, N. Kikuchi, T. Kato, O. Kitakami, K. Mitsuzuka, T. Shimatsu, H. Muraoka, H. Aoi, J. C. Lodder
  • 雑誌名: J. Magn. Magn. Mater 320 ページ: 2874-2879
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermal stability and switching field of hard/soft-stacked perpendicular media (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Shimatsu, N. Asakura, Y. Inaba, K. Kudo, A. Sato, H. Muraoka, H. Aoi, S. Okamoto, O. Kitakami
  • 雑誌名: J. Magn. Magn. Mater. 320 ページ: 3088-3091
  • 査読あり
• [雑誌論文] Frequency modulation effect on microwave assisted magnetization switching (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Okamoto, N. Kikuchi, and O. Kitakami
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 93 ページ: 142501-1-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetization switching behavior with microwave assistance (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Okamoto, N. Kikuchi, and O. Kitakami
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 93 ページ: 102506-1-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] The critical size between single domain and multidomain in L1_0-FePt particles (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Kikuchi, S. Okamoto, and O. Kitakami
  • 雑誌名: J. Appl. Phys 103 ページ: 07D511-1-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetization reversal process and bistability of Co/Pt multilayer dot (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Kikuchi, T. Kato, S. Okamoto, O. Kitakami, N. Tezuka, and S. Sugimoto
  • 雑誌名: J. Appl. Phys. 103 ページ: 07C510-1-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Energy barrier and reversal mechanism in Co/Pt multilayer nanodot (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Okamoto, T. Kato, N. Kikuchi, O. Kitakami, N. Tezuka, and S. Sugimoto
  • 雑誌名: J. Appl. Phys 103 ページ: 07C501-1-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Epitaxially grown L10-FePt/(C, SiO2, and Al2O3) granular films (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Okamoto, O. Kitakami
  • 雑誌名: J. Magn. Magn. Mater. 310 ページ: 2367-2368
  • 査読あり
• [雑誌論文] Additive effect of ALN and MgO on FePt nanoparticle assembly (2006)
  • 著者名/発表者名: S. Okamoto, O. Kitakami, and Y. Shimada
  • 雑誌名: Materials Trans 47 ページ: 43-46
  • 査読あり
• [学会発表] Generation of nanoseconds magnetic pulse field for switching exon a single Co/Pt nanodot (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Kikuchi, S. Okamoto, O. Kitakami
  • 学会等名: 53rd Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials (MMM2008)
  • 発表場所: America, Austin
  • 年月日: 2008-11-10
• [学会発表] Frequency modulation effect on microwave assisted magnetization switching (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Okamoto, N. Kikuchi, O. Kitakami
  • 学会等名: 53rd Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials (MMM2008)
  • 発表場所: America, Austin
  • 年月日: 2008-11-10
• [学会発表] Fabrication of L11 type (Co-Ni)-Pt ordered alloy films by sputter deposition for bit-patterned media (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Sato,T. Shimatsu, H. Kataoka, H. Aoi, O. Kitakami, S. Okamoto,
  • 学会等名: 53rd Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials(MMM2008)
  • 発表場所: America, Austin
  • 年月日: 2008-11-10
• [学会発表] Magnetic behavior of single nanostructured magnet (2008)
  • 著者名/発表者名: O. Kitakami, S. Okamoto, N. Kikuchi, T. Shimatsu, K. Mitsuzuka, H. Aoi
  • 学会等名: International Conference on AdvancedStructural and Functional Materials Design 2008
  • 発表場所: Osaka
  • 年月日: 2008-11-10
• [学会発表] Study on nanostructured magnets for bit patterned media (2008)
  • 著者名/発表者名: O. Kitakami, S. Okamoto, N. Kikuchi, T. Shimatsu, H. Aoi
  • 学会等名: International Disk Forum 2008
  • 発表場所: Japan,Tokyo
  • 年月日: 2008-07-22
• [学会発表] Microwave assisted magnetization reversal and its thermal activation (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Okamoto, N. Kikuchi, O. Kitakami
  • 学会等名: International Magnetics Conference
  • 発表場所: Spain, Madrid
  • 年月日: 2008-05-04
• [学会発表] Magnetization switching experiments on submicron Co/Pt multilayer dot with pulse field generator with nanosecond duration (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Kikuchi, A. Ito, S. Okamoto, O. Kitakami
  • 学会等名: International Magnetics Conference
  • 発表場所: Spain, Madrid
  • 年月日: 2008-05-04
• [学会発表] The boundary between single-and multi-domain for L10-FePt nanoparticles (2007)
  • 著者名/発表者名: N. Kikuchi, S. Okamoto, O. Kitakam
  • 学会等名: 52nd MMM Conference
  • 発表場所: USA, Tampa
  • 年月日: 2007-11-07
• [学会発表] Magnetization reversal process and single domain stability of Co/Pt multilayer dot (2007)
  • 著者名/発表者名: N. Kikuchi, T. Kato, S. Okamoto, O. Kitakami, N. Tezuka, S. Sugimoto
  • 学会等名: 52nd MMM Conference
  • 発表場所: USA, Tampa
  • 年月日: 2007-11-07
• [学会発表] Magnetic properties of Hard/Soft stacked perpendicular media with various soft layer thickness (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Shimatsu, A. Sato, N. Asakura, O. Kitakami, S. Okamoto, H. Muraoka, H. Aoi
  • 学会等名: 52nd MMM Conference
  • 発表場所: USA, Tampa
  • 年月日: 2007-11-07
• [学会発表] Fabrication of L11 type Co-Pt ordered alloy films by sputter deposition (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Sato, T. Shimatsu, Y. Okazaki, O. Kitakami, S. Okamoto, H. Muraoka, H. Aoi
  • 学会等名: 52nd MMM Conference
  • 発表場所: USA, Tampa
  • 年月日: 2007-11-07
• [学会発表] Energy barrier and reversal mechanism in Co/Pt multilayer nanodot (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Okamoto, T. Kato, N. Kikuchi, O. Kitakami, N. Tezuka, S. Sugimoto
  • 学会等名: 52nd MMM Conference
  • 発表場所: USA, Tampa
  • 年月日: 2007-11-07
• [学会発表] Magnetization reversal of Co/Pt nanodot by applying pulse field (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Okamoto, A. Ito, N. Kikuchi, O. Kitakami
  • 学会等名: 8th Perpendicular Magnetic Recording Conference
  • 発表場所: Japan, Tokyo
  • 年月日: 2007-10-15
• [学会発表] Magnetization behavior and reversal process of Co/Pt multilayer nanodot (2007)
  • 著者名/発表者名: N. Kikuchi, S. Okamoto, T. Kato, O. Kitakami
  • 学会等名: 8th Perpendicular Magnetic Recording Conference
  • 発表場所: Japan, Tokyo
  • 年月日: 2007-10-15
• [学会発表] Magnetization behavior of nanomagnets for patterned media application (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Okamoto, N. Kikuchi, O. Kitakami, and T. Shimatsu
  • 学会等名: 8th Perpendicular Magnetic Recording Conference
  • 発表場所: Japan, Tokyo
  • 年月日: 2007-10-15
• [学会発表] Epitaxially grown L10-FePt/ (C, SiO2, and Al2O3) granular films (2006)
  • 著者名/発表者名: S. Okamoto, and O. Kitakami
  • 学会等名: ICM 2006
  • 発表場所: Japan, Kyoto
  • 年月日: 2006-08-20
• [学会発表] Magnetic properties of assembled nanoparticle films of L1_0-FePt (2006)
  • 著者名/発表者名: N. Kikuchi, S. Okamoto, O. Kitakami
  • 学会等名: ICM 2006
  • 発表場所: Japan,Kyoto
  • 年月日: 2006-08-20
• [学会発表] Interfacially Disordered FePt hard/soft Stacked Structures (2006)
  • 著者名/発表者名: Y. K. Takahashi, K. Hono, S. Okamoto, O. Kitakami
  • 学会等名: The Intermag 2006 Conference
  • 発表場所: USA, San Diego
  • 年月日: 2006-05-08
• [学会発表] Large uniaxial Magnetic Anisotropy in Co100-XPtX/Ru Disordered Perpendi- cular Films (2006)
  • 著者名/発表者名: T. Shimatsu, Y. Okazaki, H. Sato, O. Kitakami, S. Okamoto, H. Aoi, H. Muraoka, Y. Nakamura
  • 学会等名: The Intermag 2006 Conference
  • 発表場所: USA, San Diego
  • 年月日: 2006-05-08
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://nanomagnet.tagen.tohoku.ac.jp/
• [産業財産権] 磁性薄膜とその作製方法および同薄膜を用いたデバイス (2008)
  • 発明者名: 島津武仁, 佐藤英夫, 北上修, 岡本聡, 青井基, 片岡弘康
  • 権利者名: 東北大学, 富士電機
  • 産業財産権番号: 特許,特願2008-310965
  • 出願年月日: 2008-12-05
• [産業財産権] 磁性薄膜とその作製方法および同薄膜を用いたデバイス (2008)
  • 発明者名: 島津 武仁, 佐藤英夫, 北上修, 岡本聡, 青井基, 片岡弘康
  • 権利者名: 東北大学, 富士電機
  • 産業財産権番号: 特許,特願2008-193156
  • 出願年月日: 2008-07-28
• [産業財産権] 磁気記録方法 (2008)
  • 発明者名: 岡本聡, 北上修, 菊池伸明, 島津武仁, 青井基
  • 権利者名: 東北大学
  • 産業財産権番号: 特許,特願2008-159822
  • 出願年月日: 2008-06-19
• [産業財産権] 磁気記録方法 (2007)
  • 発明者名: 岡本聡, 北上修, 菊池伸明, 島津武仁
  • 権利者名: 東北大学
  • 産業財産権番号: 特許,特願2007-247358
  • 出願年月日: 2007-09-25