2019 Fiscal Year Research-status Report
Active controll of the magnetization damping by electric field effect in magnetic metal
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19K15437
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
笠谷 雄一 日本大学, 理工学部, 研究員 (30836507)
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2019-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | スピントロニクス / ダンピング定数 / 電界効果 / 強磁性共鳴 / 磁気光学効果 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、「電界効果による磁性金属の磁化緩和機構の能動的制御」に向けて以下の二つの研究を中心に行った。
（１）光学測定系への試料電圧印加機構の組み込みおよび希土類―遷移金属合金フェリ磁性体の電界効果による磁性制御と磁気光学効果変調の試み
電界効果による磁化緩和機構の能動的制御を目的とし、磁気光学測定系へのゲート電圧印加に必要な試料ホルダーの導入と、ゲート電極構造を有する試料の作成および電圧印加による磁気光学効果の変調を試みた。XYZ-φ微動機構と電圧印加システムを備えた電圧印加可能な試料ホルダーを作製し光学系に組み込んだ。マグネトロンスパッタ装置および電子線描画装置を利用して作製した金属電極/SiN絶縁体/GdFeCoフェリ磁性体積層から成る試料を上記試料ホルダーに設置し、安定化電源を用いて試料に電圧を印加した。試料構造や絶縁体材料の改善を行うことで磁気光学効果測定系において、試料に安定した電圧を印加することを可能にした。試料に電圧を印加しながらHe-Ne連続波レーザーを用いて試料の磁気光学カー効果を測定することには成功したが、電界効果による明瞭な磁気特性の変化はまだ確認できておらず、現在も引き続き検討を行っている。
（２）強磁性共鳴法によるダンピング定数の精密測定実験系の立ち上げ
所属機関所有の温度可変垂直磁場印加型プローバーシステムに高周波対応プローブを増設した。また、ベクトルネットワークアナライザーを新規に購入し、高周波対応プローブと接続することにより周波数掃引型強磁性共鳴を測定可能な実験系を新たに構築した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究において最も重要な事項の一つである、電界効果による磁化緩和機構の制御に向けて、新たに成膜装置（所属機関共有機器）を立ち上げ、実験に必要な試料の作製・改善を行ってきた。磁気光学効果測定系に新たに導入したゲート電圧印加可能な試料ホルダー（特別研究員奨励費）により、高電圧を安定して試料に印加しながら試料の磁気光学効果を測定できるようになった。しかし、現状では電圧源出力上限の電圧を印加しても磁性体の磁気光学効果の変調は明確には測定できていないため、今後は試料構造および絶縁層材料の再検討および実験系の最適化を行う必要がある。また、強磁性共鳴に利用する高周波測定システムについては、高周波プローブとベクトルネットワークアナライザーの導入までは完了しており、予備測定に向けて装置の校正と試料作製に取り組んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和２年度は、金属電極/SiN絶縁体/GdFeCoフェリ磁性体積層構造において、磁気静特性における電界効果を連続光を用いた磁気光学効果により明らかにし、その後、パルスレーザーシステムにおいてポンプ―プローブ計測を行い、磁化緩和過程の電界効果による変化を時間分解計測により明らかにする。様々な依存性を測定することが必要になるため、実験系や試料構造のさらなる改良が必要であり、令和２年度は主にここに注力して研究を進める。一方で、周波数領域での磁化緩和機構の電界効果へのアプローチとして、高周波測定システムへのゲート電圧印加機構の導入および試料構造最適化を行う。そして、電圧印加下での強磁性共鳴測定によりダンピング定数への電界効果の影響を定量的に測定する。前年度までの結果と合わせてまとめ、論文を投稿するとともに、国際・国内学会で発表を行う予定である。
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