ジグザグ形状微小磁性体における磁気・伝導現象

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電子線リソグラフィおよびリフトオフの手法を用いて,高品質なCoおよびNiジグザグ細線を作製した.作製したジグザグ細線のジグザグ波数ベクトルkに対して磁場を平行および垂直に印加することにより,ジグザグ形状の角付近に異なる磁区構造を形成されることに成功した.次に形成した異なる磁区構造に対する電気抵抗測定から,異なる磁区構造が電気伝導に与える影響を検討した.Co細線においては,ジグザグ形状の角付近に現れる磁化配列が電気抵抗を減少させるのに対して,Ni細線においては,磁化配列が電気抵抗を増加させることが明らかとなった.これらの相違は,物質の形状異方性の違いを反映したジグザグ形状の角付近における微視的なスピン配列の違いに起因するものと推察される.このような微視的なスピン構造の違いを明確にするために,マイクロマグネティクスシミュレーションにより,ジグザグ形状の角付近におけるスピン構造を予測した.その結果,Coに対しては磁束が細線の角からわき出す対称的な磁化配列が得られるのに対して,Niに対しては磁束のわき出しに加え,細線の角付近での磁化配列に変調が加えられた構造が得られた.また,磁気力顕微鏡によりジグザグ形状の角付近における磁区構造観察を行った.観察結果はマイクロマグネティクスシミュレーションによる計算結果と非常に良く対応しており,CoおよびNi細線の磁気抵抗の相違が,この磁化配列の微視的な変調に起因しているという考察を支持するものである.