| 研究課題/領域番号 |
26249052
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| 研究機関 | 慶應義塾大学 |
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研究代表者 |
能崎 幸雄 慶應義塾大学, 理工学部, 准教授 (30304760)
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| 研究分担者 |
渡邉 紳一 慶應義塾大学, 理工学部, 准教授 (10376535)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 強磁性共鳴 / 磁気光学効果 / スピン波 / マイクロ波アシスト磁化反転 |
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| 研究実績の概要 |
本年度は、強磁性薄膜の膜厚方向の磁化分布を検出する装置の開発と、ナノ秒～サブナノ秒のマイクロ波アシスト磁化反転(MAMR)ダイナミクスを実験的に調べる新しい試みを行った。
①マイクロMOKE計測システムの構築
膜厚方向の磁化分解に必要なソレイユ－バビネット補償板を挿入したマイクロMOKE計測システムを立ち上げた。光弾性変調器と差動光学検出回路、ロックインアンプを組み合わせることにより、検出可能な最小Kerr回転角を0.001度以下にまで向上させ、かつポンププローブ計測に対応させた。さらに、測定試料の波長選択性を考慮して、408 nmと655 nmの２種類の波長のLDレーザーを光源として採用した。ハードディスク媒体のソフト磁性下地層や単結晶Fe薄膜のMOKE計測を行い、設計通りの装置性能が実現されていることを確認した。
②MAMR磁化ダイナミクスの検出実験
マイクロ波アシスト磁化反転(MAMR)は、GHz帯のマイクロ波磁場によりFMRを誘引し磁化反転を容易化させる磁化反転方法である。マイクロ波インパルスを用いた実験的なMAMR検証が報告されているが、インパルス幅(> 20 ns)を磁化反転時間(< 1 ns)よりも短くすることが困難であるため、サブナノ秒領域の非線形な磁化ダイナミクスを測定できる手段が求められている。本研究では、マイクロ波インパルスにサブナノ秒幅のパルス磁場を重畳印加することにより、MAMRの非線形な磁化ダイナミクスを調べた。その結果、準静的なマクロスピンモデルで予想されていたMAMRの不安定化がサブナノ秒程度のダイナミックな時間領域でも出現することが分かった。この成果は、MAMRの信頼性確保に必要なマイクロ波磁場の条件を解明する上で重要なものである。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本年度は、マイクロMOKE計測システムの構築を行ったが、マイクロ波磁場の印加機構と磁気光学効果測定機構を組み合わせる上で生じる問題点を回避する装置設計に予想以上の時間がかかってしまった。その結果、装置納入が２０１５年３月となったため、当初予定の膜厚方向の磁化分解に向けた実験を進めることが出来なかった。一方、繰り返し現象の観察に用いられるポンププローブ時間分解測定では難しい非線形な磁化スイッチング現象を測定する新たな手法の開発に成功し、当初の想定を越える研究成果を得た。
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| 今後の研究の推進方策 |
まず、今回構築したマイクロMOKE計測システムを用いて、膜厚方向の磁化分解に向けた実験を進める。さらに、これまでの研究で得たサブナノ秒パルス磁場を用いた非線形磁化スイッチング現象の測定に関するノウハウを利用して、スピン波アシスト磁化反転の磁化ダイナミクス解明を推進する。
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