2016 Fiscal Year Annual Research Report
Simulation analysys of the domain wall motion by spin current
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26390008
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
仲谷 栄伸 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (20207814)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | マイクロマグネティックス / 磁壁移動 / スピンホール効果 / Dzyaloshinskii-Moriya効果 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年行われているスピン偏極電流による磁壁移動の実験結果より、スピンホール効果や、Dzyaloshinskiii-Moriya 効果（DMI効果）等の新たな効果により磁壁移動メカニズムが変化する可能性が指摘されている。これらの効果は、磁性細線だけではなく、その上下層との関係によって現れる効果であるため、磁壁移動メカニズムの調査には、磁性層単体ではなく、上下層を含めた解析が必要であることが指摘されている。本研究では磁性層の膜厚を変化させ、DMI効果、磁性層の上下層に流れる電流によって作られるスピンホール効果、さらに電流磁界効果による磁壁移動メカニズムへの影響をシミュレーションにより調査した。シミュレーションではまず、スピン電流、スピンホール及び電流磁界のみを考慮した場合について検討を行い、次にこれらに加えてDMIを考慮した場合について検討した。スピンホール効果は磁性層の膜厚の増加とともに減少する効果であるために、同一電流密度で比較した場合、膜厚の増加とともにスピンホールによる磁壁の逆走速度（電子の流れと逆方向の磁壁移動速度）は低下した。しかしながら、電流密度の上昇とともに、磁壁中央部の磁気モーメントが逆転し、磁壁は電子の方向に移動した。磁壁の移動方向が逆転する電流密度は膜厚の増加とともに増加した。これに伴い磁壁が逆走する場合の最大の速度は膜厚の増加とともに増加することがわかった。しかしながらDMIを考慮した場合は、磁壁の移動速度はDMIとスピンホールの強度によって決まるために、膜厚の増加とともに移動速度は減少することがわかった。
さらに磁界駆動におけるDMI効果による磁壁移動メカニズムの変化について検討を行った。線幅及びDMI値によって、breakdown 発生メカニズムが変化し、breakdownが複数回発生する場合や、breakdown を起こさない場合があることを示した。
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Research Products
(5 results)
