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交流電場によるFMR誘引と交流スピン流の注入による磁化反転の容易化を実験的に検証するため、以下の研究を行った。
①【交流スピン偏極電流によるFMR誘引を用いたMAMRの検証実験】
まず、NiFe 10 nm / Cu 1 nm / NiFe 1 nmからなるスピンバルブ膜を矩形パターンに微細加工した試料に交流磁場を印加し、スピンポンピング効果を用いてCu層内に交流スピン流の生成を試みた。交流磁場の周波数を変化させながらNiFe 1 nmの保磁力を測定したところ、NiFe 10 nmのFMR周波数において保磁力が極小となることが確かめられた。これらの結果より、スピンポンピング効果によって生じる磁化と逆向きの直流スピン流と、磁化と直交する交流スピン流がNiFe 1 nmの磁化反転を容易化できることが分かった。次に、スピンバルブ多層膜を電極とするコンデンサ型素子を用いた実験を行ったが、スピンバルブ多層膜のFMRを誘引できる周波数の交流スピン偏極電流を生成するためには、素子設計を検討する必要があることが分かった。
②【交流電場を用いたFMR誘引とその高周波化】
コンデンサ型素子を用いた実験には素子設計の最適化が不可欠であり、更なる実験、計算が必要であることがわかった。そこで、櫛形電極と圧電基板を利用した交流電圧によるFMR誘引実験を行い、FMR誘引に必要な交流電圧を印加できる配線パターンを調べた。その結果、マイクロ波プローブと櫛型電極の距離を短くすることが高周波化に重要であることがわかった。これらの知見をコンデンサ型素子にフィードバックすることにより、10 GHz以上の周波数で交流電場によるFMR誘引の実現を目指している。
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