2021 年度研究成果報告書

高異方性垂直磁化膜の創製と磁化反転制御

研究課題

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研究課題/領域番号	18H03787
研究種目	基盤研究(A)
配分区分	補助金
応募区分	一般
審査区分	中区分21:電気電子工学およびその関連分野
研究機関	国立研究開発法人物質・材料研究機構
研究代表者	高橋有紀子国立研究開発法人物質・材料研究機構, 磁性・スピントロニクス材料研究拠点, グループリーダー (50421392)
研究分担者	磯上慎二国立研究開発法人物質・材料研究機構, 磁性・スピントロニクス材料研究拠点, 主任研究員 (10586853) 葛西伸哉国立研究開発法人物質・材料研究機構, 磁性・スピントロニクス材料研究拠点, グループリーダー (20378855) 山路俊樹国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (30432355) 杉本聡志国立研究開発法人物質・材料研究機構, 磁性・スピントロニクス材料研究拠点, 研究員 (90812610) 王建国立研究開発法人物質・材料研究機構, 若手国際研究センター, ICYS研究員 (80792069)
研究期間 (年度)	2018-04-01 – 2022-03-31
キーワード	垂直異方性薄膜 / 磁化反転制御
研究成果の概要	本研究は、1～10 nmの垂直磁化膜において外部からのアシストエネルギーを効率よく磁化反転に結び付けることを目的に、高垂直異方性を持つ実用的に重要な材料における動的磁化過程の理解と光及び熱エネルギーによる高効率磁化反転に関する研究を行った。主な成果として、強磁場高温中で磁化ダイナミクス測定が可能な世界で唯一の装置を立ち上げ、FePt媒体の高温ダンピングを評価したこと、交換結合を利用することによりシングルパルスでの磁化反転確率が大きく増加したことが挙げられる。
自由記述の分野	磁気記録材料
研究成果の学術的意義や社会的意義	高垂直異方性薄膜は、爆発的に増加するデジタル情報を保存する役割を持つ。これらの薄膜の磁化反転方式としてエネルギーアシスト磁気記録が提案されているが、高い垂直異方性材料の磁化ダイナミクスの評価が困難であったため、過剰のエネルギーアシストにより素子を破壊してしまうことが問題であった。本研究でこれらの材料の磁化ダイナミクス測定が可能になったことは、必要最低限のエネルギーアシストを実現するための材料設計ができるようになったことを意味し学術的に意義のあることである。また必要最低限のエネルギーで磁化反転ができるようになれば、更なる磁気デバイスの高密度化が可能になり社会的意義も大きい。