Detection of domain wall dynamics and estimation of magnetic parameters

アモルファス磁性細線に形成された磁壁の移動特性測定において本年度は以下のような研究成果を得た。アモルファス磁性薄膜であるTb/Co積層薄膜をスパッタ法により作製し、フォトリソグラフィー法を用いて細線状に加工して磁性細線を作製した。作製した薄膜上部に絶縁層を成膜し，さらにその上部に磁壁導入用のヘアピンコイルを作製して磁壁導入および磁壁移動の閾電流を測定した。磁化反転閾磁界よりやや小さな外部磁界を細線全体に印加した状態で，ヘアピンコイルにパルス電流を加えることで細線の一部にのみ磁壁ペアを導入し、その後，磁性細線に電流を印加して磁壁移動実験を行った。なお、本研究ではスピン偏極率を推定することが目的であるため、磁性細線の下部または上部に重金属層は形成しておらずスピン軌道相互作用の影響は現れない構造になっている。本研究では磁壁そのものを画像で見るのではなく、レーザーが照射された微小領域の磁化の向きをKerr出力により検出する方法となっている。磁壁を導入した磁性細線にパルス電流を印加すると、ある電流値を超えるとKerr出力に変化が見られた。同様の実験を磁界強度変化させて行ったところ、磁壁移動をアシストする磁場強度が大きいほど閾電流が小さいことが分かったが、Kerr出力の変化量も異なることが確認された。磁壁がKerrスポットを抜けて十分遠方に移動していれば、Kerr出力は外部磁界強度に依らず一定となるはずであるため、本研究で得られたKerr出力変化は磁壁移動ではなく、電流導入による熱の影響で磁化反転した、もしくは電流導入によりTbCo薄膜の磁気特性そのものが変化した可能性が挙げられる。仮に磁壁移動によりKerr出力が変化したと仮定して、前年度に実施したマイクロマグネティックシミュレーションと比較するとスピン偏極率は0.1程度である。

アモルファス磁性細線に形成された磁壁の移動特性測定において本年度は以下のような研究成果を得た。アモルファス磁性薄膜であるTb/Co積層薄膜をスパッタ法により作製し、フォトリソグラフィー法を用いて細線状に加工して磁性細線を作製した。作製した薄膜上部に絶縁層を成膜し，さらにその上部に磁壁導入用のヘアピンコイルを作製して磁壁導入および磁壁移動の閾電流を測定した。磁化反転閾磁界よりやや小さな外部磁界を細線全体に印加した状態で，ヘアピンコイルにパルス電流を加えることで細線の一部にのみ磁壁ペアを導入し、その後，磁性細線に電流を印加して磁壁移動実験を行った。なお、本研究ではスピン偏極率を推定することが目的であるため、磁性細線の下部または上部に重金属層は形成しておらずスピン軌道相互作用の影響は現れない構造になっている。本研究では磁壁そのものを画像で見るのではなく、レーザーが照射された微小領域の磁化の向きをKerr出力により検出する方法となっている。磁壁を導入した磁性細線にパルス電流を印加すると、ある電流値を超えるとKerr出力に変化が見られた。同様の実験を磁界強度変化させて行ったところ、磁壁移動をアシストする磁場強度が大きいほど閾電流が小さいことが分かったが、Kerr出力の変化量も異なることが確認された。磁壁がKerrスポットを抜けて十分遠方に移動していれば、Kerr出力は外部磁界強度に依らず一定となるはずであるため、本研究で得られたKerr出力変化は磁壁移動ではなく、電流導入による熱の影響で磁化反転した、もしくは電流導入によりTbCo薄膜の磁気特性そのものが変化した可能性が挙げられる。仮に磁壁移動によりKerr出力が変化したと仮定して、前年度に実施したマイクロマグネティックシミュレーションと比較するとスピン偏極率は0.1程度である。