2014 Fiscal Year Annual Research Report
スケールに応じたスピンダイナミクスの制御とデバイス応用
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26289082
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
遠藤 恭 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50335379)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山口 正洋 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10174632)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 電気・電子材料 / スピントロニクス / 磁性 / 先端機能デバイス / 電子デバイス・機器 / 高周波伝送線路 / スピンダイナミックス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、Ni-Fe、Fe-Si合金などの軟磁性薄膜、第三元素を添加した合金薄膜に対するスピンダイナミクスの基本特性（ダンピング定数、強磁性共鳴(FMR)周波数、その半値幅）に着目して、スピンダイナミクスのメカニズムを把握し、合金組成および添加元素によりスピンダイナミクスの制御法の確立と、スピンダイナミクスに関連する磁性材料設計指針を確立することを目的としている。本年度の実績は下記のとおりである。
(1)軟磁性アモルファス材料であるCo-Zr-Nb薄膜に着目し、ZrとNbの組成を増加させると、ダンピング定数は0.015から0.80付近へ増加し、共鳴周波数および挿入損失比のピーク周波数が低周波数側へ移動することがわかった。これらの結果は磁気ひずみの変化によるか、組成の変化にともなうスピン起動相互作用の変化にともなうものと考えられる。この結果を踏まえてCo-Zr-Nb薄膜の電磁ノイズ抑制体への適用を考えると、ノイズ抑制したい周波数にあわせて磁性薄膜の材料組成を制御しながら挿入損失比のピーク周波数を適用させることが可能性であることを示唆している。
(2)Ni-Fe超薄膜やNi-Fe微小磁性ドットにおけるスピンダイナミクスの定量評価を行うために、高周波伝送線路とベクトルネットワークアナライザを組み合わせたFMR測定法を選択し、その方式として周波数掃印方式と磁界掃印方式との比較を行った。薄膜やドットのスケールに関係なく、磁界掃印方式では周波数掃印方式に比べてバックグラウンドの影響が少なく、これらの材料におけるスピンダイナミクスの定量評価が可能であることがわかった。
(3)Ni-Fe微小磁性ドットのスピンダイナミクスに関しては、ドットサイズの減少にともない、ダンピング定数が増加し、この原因はドット内の静磁エネルギーが増加することに起因していることがわかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
今年度は三元系合金として軟磁性アモルファイス合金であるCo-Zr-Nbのスピンダイナミクスを先行して検討した。また、測定系の計測方式の検討を行い、測定系の最適化を図ることができた。これらの結果は次年度以降のスピンダイナミクス評価を円滑に進めるうえで重要な結果となっているからである。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究計画を今年度の状況に応じて順番を入れ替えたために、今年度の研究計画で予定していた「Fe-Si二元系合金のスピンダイナミクス評価」に関して検討する。
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