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2013 年度 実績報告書

新規高周波スピン計測技術による微小磁性体のスピンの高周波磁界応答の解明とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 23686047
研究機関東北大学

研究代表者

遠藤 恭  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50335379)

研究期間 (年度) 2011-11-18 – 2014-03-31
キーワード微小磁性体 / スピン / 高周波磁界応答 / コプレーナ伝送線路 / 磁気力顕微鏡用探針 / 振幅変調方式 / 高周波磁気力力顕微鏡
研究概要

本研究課題ではGHz帯における新規高周波スピン計測技術を確立し、本計測技術を用いて微小磁性体のスピンの高周波磁界応答を解明する。その結果から、微小磁性体からなる新規スピン機能素子の創製を目指す。本年度は以下の事項を検討した。
(1)高周波スピン計測技術の構築とその妥当性:線路幅5 umの信号線を有するコプレーナ伝送線路(CPW)を作製し、そのCPWに振幅変調信号を入力し,Ni-Fe膜コートした磁気力顕微鏡用(Ni-Feコート)探針を用いてCPW上のGHz帯での高周波近傍磁界マップを計測した。その結果、CPWの信号線とグラウンド線との間のギャップ上でNi-Feコート探針の振動振幅の強弱に対応するコントラスが明瞭に表れ、近傍磁界の勾配が最大となった。この結果は計算機シミュレーション(HFSS)による解析結果と一致し、妥当であることを確認した。以上より、本計測技術により伝送線路の近傍磁界マップの検出が可能であることを明確にした。
(2)微小磁性体におけるスピンの高周波磁界応答の評価:課題(1)で開発に成功した高周波スピン計測技術を用いて評価を行うにあたり、微小磁性体の端部で発生するバリの除去や微小磁性体と伝送線路とを集積化する際の位置決め精度といった課題抽出を行った。また、計算機シミュレーションによる予測を行い、CPWの信号線上で発生する近傍磁界はGHz帯ではその強度と方向が信号線の中央と端部とで表皮効果および近接効果の影響により異なることがわかった。この結果は、微小磁性体のスピンの高周波磁界応答評価の際に、スピンの方向がCPWの信号線の位置に依存する可能性を示唆している。
以上の成果から、ドットパラメータ(サイズやドット間距離等)の変化や材料への第三元素添加によりスピンの動作周波数の制御が可能であり、この結果は新規スピン機能素子の構築を繋がる知見である。

現在までの達成度 (区分)
理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Study on the spin-dynamics of Ni-Fe elliptical dot arrays based on CPW-FMR measurements2013

    • 著者名/発表者名
      Yasushi Endo、Masahiro Yamaguchi
    • 雑誌名

      Proceedings of ISETS'13

      巻: Vol. 1 ページ: 1279-1-1279-3

  • [雑誌論文] Influence of Stripe Height on Critical Current Density of Spin-Torque Noise in Tunneling Magnetoresistive Read Heads2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Endo、A. Hotta、M. Yamaguchi
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Magnetics

      巻: Vol. 49 ページ: 3745-3747

    • DOI

      10.1109/TMAG.2013.2245312

    • 査読あり
  • [雑誌論文] RF Near Field Microscopy of a Coplanar Waveguide with AM-MFM2013

    • 著者名/発表者名
      Yasushi Endo、Masaaki Fukushima、Kaoru Arai、Yutaka Shimada、Masahiro Yamaguchi
    • 雑誌名

      Journal of the Magnetics Society of Japan

      巻: 37 ページ: 71-75

    • DOI

      10.3379/msjmag.1302R006

    • 査読あり
  • [学会発表] Magnetization dynamics of Ni-Fe elliptical dot arrays Measured by the FMR Measurement with a CPW2014

    • 著者名/発表者名
      Yasushi Endo、Masahiro Yamaguchi
    • 学会等名
      Progress In Electromagnetics Research Symposium
    • 発表場所
      Guangzhou(China)
    • 年月日
      20140825-20140828
    • 招待講演
  • [学会発表] 伝送線路上に配置した磁性薄膜による伝導及び誘導ノイズ抑制効果

    • 著者名/発表者名
      平野紀、遠藤恭、伊藤哲夫、柳邦雄、室賀翔、島田寛、山口正洋
    • 学会等名
      第37回日本磁気学会学術講演
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)
  • [学会発表] Study on magnetic thin films for electromagnetic noise suppression in LTE class IC chips

    • 著者名/発表者名
      Yasushi Endo、Sho Muroga、Yutaka Shimada、Masahiro Yamaguchi
    • 学会等名
      12th IUMRS International Conference on Advanced Materials
    • 発表場所
      Qingdao(China)
    • 招待講演
  • [学会発表] Influence of spin-torque on thermal mag-noise in a tunneling magnetoresistive read head with a low resistance area product below 1.0Ω.cm

    • 著者名/発表者名
      Yasushi Endo、Peng Fan、Akira Hotta、Masahiro Yamaguchi
    • 学会等名
      58th Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials
    • 発表場所
      Denver(USA)
  • [学会発表] Study on the spin-dynamics of Ni-Fe elliptical dot arrays based on CPW-FMR measurements

    • 著者名/発表者名
      Yasushi Endo、Masahiro Yamaguchi
    • 学会等名
      International Symposium on EcoToia Science '13 (ISETS '13)
    • 発表場所
      名古屋大学(名古屋市)
    • 招待講演
  • [学会発表] 磁気力顕微鏡によるコプレーナウェーブガイド上で発生する直流磁界測定

    • 著者名/発表者名
      遠藤恭、大西真輝、荒井薫、山口正洋
    • 学会等名
      平成26年電気学会全国大会
    • 発表場所
      愛媛大学(松山市)
  • [図書] 第36回日本磁気学会サマースクール 「高周波磁気物性」2013

    • 著者名/発表者名
      遠藤恭 他
    • 総ページ数
      170(115-127)
    • 出版者
      日本磁気学会

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公開日: 2015-05-28  

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