ねじれ磁気構造を有する金属人工格子におけるスピン流の制御

扭曲磁结构金属超晶格中自旋电流的控制

基本信息

批准号：
22860006
负责人：
関剛斎
金额：
$ 2.01万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2011
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22860006/
关键词：
スピンエレクトロニクス構造・機能材料超格子

项目摘要

近年、スピン角運動量の流れである「スピン流」が注目を集めており、スピン流と磁化の相関の理解が基礎および応用の観点から重要な課題となっている。本研究課題では、人工的に制御されたねじれた磁気構造におけるスピン流の効果に着目し、空間的に変調された磁気構造におけるスピン流の効果を系統的に調べるためのモデルケースを構築する。今年度は、人工制御したねじれ磁気構造を有する金属多層膜の成長し、ねじれ磁気構造の強磁性共鳴周波数の評価およびその解析をおこなった。薄膜試料として、ソフト磁性体であるパーマロイ(Py)層とハード磁性体であるFePt層を積層化した交換結合スプリング薄膜をスパッタリング法により作製した。昨年度までの実験より、磁場を印加することによりPy内にねじれた磁気構造が形成されることが明らかとなっている。コプレーナ導波路とネットワークアナライザを用いてPy/FePt積層膜の強磁性共鳴周波数を調べたところ、ねじれ磁気構造を形成する磁場領域において、共鳴ピークのブロードニングや周波数シフトなど、ねじれ磁気構造に起因する特異な挙動が観測された。また、Py層の膜厚に依存した共鳴周波数のシフトが観測され、加えて厚いPy層の試料では高次の共鳴ピークが現れることが明らかとなった。これらのねじれ磁気構造の磁化ダイナミクスに関する実験結果は、スピン流とねじれ磁気構造の相関を理解する上で重要な基本的知見となる。本年度はこの成果に関して、国際会議での口頭発表を行った。

近年来，旋转电流是自旋角动量的流动，引起了人们的注意，从基本和应用的角度来看，了解自旋电流和磁化之间的相关性已成为一个重要问题。该研究主题着重于人工控制的扭曲磁性结构中自旋电流的效果，并构建了一个模型案例，用于系统地检查旋转电流在空间调制的磁性结构中的效果。今年，我们评估并分析了扭转磁结构的铁磁共振频率，该磁性结构已生长并受到人为控制。作为薄膜样品，通过堆叠软磁性薄膜（PY）层和硬磁性胶质层（是一个层）形成的交换耦合弹簧薄膜是由溅射方法层压的。直到去年的实验已经表明，通过应用磁场在PY中形成了扭曲的磁性结构。当使用共面波导和网络分析仪检查PY/FEPT层压膜的铁磁共振频率时，在形成磁场区域的磁场区域观察到互助峰和频率变化，从而拓宽了谐振峰和频率转移，从而形成了磁性磁性结构。此外，根据观察到PY层的厚度的不同，共振频率的变化，还发现高阶谐振峰出现在厚的PY层样品中。这些扭转磁结构的磁化动力学的实验结果为理解自旋电流和扭转磁结构之间的相关性提供了重要的基本见解。今年，我们在国际会议上对这些结果进行了口头介绍。