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2009 年度 実績報告書

乱れのある系における電流誘起磁壁移動

研究課題

研究課題/領域番号 20740182
研究機関東北大学

研究代表者

家田 淳一  東北大学, 金属材料研究所, 助教 (20463797)

キーワードスピントロニクス / 磁壁 / 角運動量移行 / 磁性細線 / 非一様性 / 形状効果 / 集団座標 / 非線形性
研究概要

本研究課題は、スピントロニクスの舞台となるサブミクロン領域の強磁性体において、磁壁の電流駆動に関し試料中の様々な乱れに起因する現象を、理論的に解明することを目的としている。
最近、形状を人為的に変調させた非一様な磁性金属細線にパルス電流を印加した場合、一様細線の場合とは逆方向に動く磁壁の報告がなされた。印加電流のパルス幅が数ナノ秒であることから、熱的な揺らぎの効果は小さく、通常のスピン角運動量移行のみでは説明がつかない現象である。これまで、強磁性金属系における磁性細線形状の変調(乱れ)が電流誘起磁壁運動に与える影響を詳しく調べてきた。
磁壁のエネルギーが磁性細線の断面幅に依存するため、空間的に非一様な細線中では、磁壁はそのエネルギー勾配に応じた圧力の作用を受ける。この効果を位置に依存した有効磁場として取り扱う手法を提案している。この形状効果を磁壁の集団座標の方法に取り込んだ一次元モデル、及び二次元モデルを開発し、シミュレーションを行った。その結果、磁壁が電子の流れと同方向のみならず、逆方向に進むもの、また位置を変えない電流密度領域があることを明らかにした。さらに磁壁を動かす最小電流密度である、閾電流密度近傍では、磁壁の位置が電流密度の値に対して敏感に変化することも見出した。これらの振る舞いは、反磁界と形状効果の両者の非線形性の競合がもたらす現象であり、最近の観測結果とも一致する。
21年度は、これまでに得られた成果を整理し、論文誌上及び国内外の学会等で成果報告を行った。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2010 2009

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Current-induced domain wall motion in magnetic nanowires with spatial variation2010

    • 著者名/発表者名
      J.Ieda, H.Sugishita, S.Maekawa
    • 雑誌名

      Journal of Magnetism and Magnetic Materials 322

      ページ: 1363-1367

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Current-Induced Domain Wall Creep in Magnetic Wires2009

    • 著者名/発表者名
      J.Ieda, S.Maekawa, S.E.Barnes
    • 雑誌名

      Proceedings of the ISQM-Tokyo '08

      ページ: 134-137

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ナノ構造磁性体における磁壁ダイナミックスの理論2009

    • 著者名/発表者名
      家田淳一, 前川禎通
    • 雑誌名

      まぐね 4

      ページ: 384-389

  • [学会発表] Vortex Domain Wall Motion in Disordered Nanowires2010

    • 著者名/発表者名
      家田淳一, 杉下裕樹, 前川禎通
    • 学会等名
      4th International Workshop on Spin Currents & 2nd International Workshop on Spin Caloritronics
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      2010-02-08
  • [学会発表] 周期的な線幅変調を伴う磁性細線中の電流誘起磁壁運動2010

    • 著者名/発表者名
      家田淳一, 杉下裕樹, 前川禎通
    • 学会等名
      文部科学省科学研究費補助金 特定領域研究 スピン流の創出と制御 平成21年度成果報告会
    • 発表場所
      東京大学 武田先端知ビル
    • 年月日
      2010-01-13
  • [学会発表] Dynamics of vortex domain wall in Permalloy nanowires2009

    • 著者名/発表者名
      家田淳一, 杉下裕樹, 前川禎通
    • 学会等名
      20th International Colloquium on Magnetic Films and Surfaces
    • 発表場所
      Berlin, Germany
    • 年月日
      2009-07-20
  • [図書] Nonlinear Dynamics(Chapter 2)2010

    • 著者名/発表者名
      Jun'ichi Ieda, Miki Wadati
    • 総ページ数
      31-58
    • 出版者
      IN-TECH

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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