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メゾスコピック磁性薄膜素子における静的及び動的磁化過程の直接観察

直接观察介观磁性薄膜器件的静态和动态磁化过程

基本信息

批准号：
09750003
负责人：
久保田均
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究ではソフト及びハード磁性薄膜の静的磁化過程及び動的磁化過程がサイズの微小化によってどのように変化するかを明らかにする事を目的としている.今年度はハード磁性薄膜であるFe-Nd-B薄膜に対して,(1)フォトリソグラフィー,電子線リソグラフィーを用いた微細加工プロセスにより1μm以下のサイズのドットアレイの作製する事,(2)これらのドットアレイの磁気特性のサイズ依存性を明らかにする事を目的として実験を行った.実験方法スパッタ法により作製したTi(50nm)/Fe-Nd-B(500nm)/Ti(50nm)薄膜を,フォトリソグラフィー,電子線リソグラフィーおよびCF_4ガスを用いたRIE,Arイオンミリングを用いて微細化し,1辺(L)が0.5,1,2,5および10μmの正方形ドットアレイを作製した.1つのドットアレイは最大408×408個のドットの配列である.Lの異なる4種のドットアレイを同一基板上に作製しそれぞれの磁化曲線を調べた.実験結果 L>5μmでは保磁力は加工前の値とほぼ等しくHc=1.6kOeで一定であったが,それ以下のサイズになるとH_cは増加しL=0.5μmではH_c2.2kOeであった.Hc増加の原因を考察するため,マイクロマグネティックス理論に基づく計算を行った.その結果,実験結果をほぼ再現することができた.微小ドットの表面にある粒子は隣接粒子数が少なく,隣接粒子から受ける交換相互作用が減少する.ドットサイズの減少に伴い,表面粒子の占める割り合いが増加するため,ドット全体のH_cが増加すると考えられる.本研究により,ハード磁性薄膜であるFe-Nd-B薄膜の微小化に伴うマクロな磁気特性の変化が明らかとなった.今後はドット内部の局所的な磁化過程の観察,及び強磁性共鳴等を用いたミクロなスピン状態の測定を行い,微小磁性体の磁気特性の系統的な理解を深めることが必要である.

This paper studies the static magnetization process and dynamic magnetization process of magnetic thin films. In this year, Fe-Nd-B thin films are used for magnetic thin films.(1) The magnetic flux density and electron flux density of Fe-Nd-B thin films are used for micromachining of Fe-Nd-B thin films.(2) The magnetic flux density and magnetic properties of Fe-Nd-B thin films are dependent on each other. Ti(50nm)/Fe-Nd-B(500nm)/Ti(50nm) thin films were prepared by different methods, and the electron emission was optimized by RIE,Ar emission was optimized by different methods, 1 (L)= 0.5, 1, 2, 5 - 10μm square dots are made on the same substrate. 1 - 10 μ m square dots are made on the same substrate. 4 - 10 μ m square dots are made on the same substrate. The results show that L>5μm and Hc=1.6kOe are constant, and H_c increases with L=0.5μm and H_c increases with H_c 2.2kOe. The result of the test is that the test results are repeated. The number of adjacent particles on the surface of tiny particles is reduced, and the exchange interaction between adjacent particles is reduced. The decrease of surface particles is accompanied by the increase of surface particles, and the increase of total H_c. In this study, the miniaturization of Fe-Nd-B thin films and the variation of magnetic properties were investigated. In the future, it is necessary to investigate the magnetization process of the internal structure of the magnetic body, and to measure the magnetic state of the ferromagnetic resonance, etc.