非線形磁気光学効果による磁性超薄膜内磁化構造評価と記録媒体の高性能化

利用非线性磁光效应评估超薄磁性薄膜的磁化结构并改善记录介质的性能

• 批准号: 15760226
• 负责人: 塚本 新
• 金额: $ 2.37万
• 依托单位: Nihon University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15760226/
• 关键词: 非線形磁気光学効果; モードロック・チタンサファイヤレーザー; ポンプ・プローブ法; MSHG; TbFeCo; GdFeCo; 微小磁区安定化; 歳差運動

表面・界面近傍5Å程度の磁化状態検出を可能とする非線形磁気光学効果(磁化誘起第2次高調波発生:MSHG)および通常の線形磁気光学効果(MOKE)をプローブとして併用し、その磁化曲線形状の比較からナノスケール分解能でピンニング・ニュークリエーションサイトを含む界面磁気構造評価を行い、かつ、ポンプ・プローブ法による動的磁化計測を相補的に用いることで、磁性記録媒体の要請である、記録密度および記録再生スピードの観点から媒体評価を行うのが、本研究の目的である。平成16年度の成果は以下の通りである。(1)ナノオーダーで界面ラフネスの異なる種々のTbFeCo超薄膜を、成膜時のスパッタガス圧を変えることで作成し、MSHG、MOKEの同時計測を行った結果、界面及びバルク磁化過程の違いに寄与すると考えられる明らかなヒステリシスループ形状の違いが観察された。また、入射光強度を増加し膜温度がキュリー点に近づくにつれMOKEループが広い幅を有する範囲においてもMSHGループは縮小し、非常に幅の狭い角型のループへ変化することを明らかにした。(2)ポンプ・プローブ法を用い、高強度ポンプ・ビーム光により歳差運動を励起、低強度プローブ光を用いGdFeCo薄膜の超高速磁化応答(数GHz程度の歳差運動周波数およびns程度の緩和現象)を、実際の記録・再生温度に近い条件で、種々の印加磁界の下測定する事に成功した。LLG(Landau-Lifshitz Gilbert)方程式に基づくシミュレーションを本計測結果へフィッティングすることにより、TbFeCoと同様の希土類一遷移勤続アモルファス合金であるGdFeCo薄膜のダンピング定数(例えば150℃において、実効的ダンピング乗数α=0.15)、実効的g係数(約1.85)を求め、Co等強磁性薄膜に比較し、大きなダンピング定数を持つことを明らかにした。このことは、強磁性共鳴限界に近いGHzオーダーでの超高速磁化反転過程においてリンギング効果が少なく有利に働く事を意味する。

这项研究的目的是将非线性磁光效应（磁化引起的第二次谐波生成：MSHG）和普通的线性磁磁效应（MOKE）作为探针，并比较磁化强度曲线的磁化曲线形状，以评估接口的磁性结构，包括固定型号的磁性磁性，并在纳米级构造位置进行启动，并将其用于纳米级的分解位置，并将其用于纳米级的磁性磁场。从记录密度和记录/再现速度的观点评估介质，这是磁性记录介质的要求。 2004财政年度的结果如下。 （1）通过改变膜形成过程中的溅射气体压力来制备纳米顺序上具有不同界面粗糙度的各种超薄TBFECO膜，并同时测量MSHG和MOKE和MOKE显示出滞后环环形形状的明显差异，这些环被认为对界面和BULK磁化磁化过程的差异有差异。还发现，随着入射光强度的增加，膜温度接近库里点，即使在摩克环具有较大宽度的范围内，MSHG环也会缩小，变为非常狭窄的正方形环。 （2）使用泵探针方法，通过高强度的泵梁光激发了进动，并使用低强度探针光，GDFECO薄膜的超快磁力化响应（大约几个GHz的进进频率和NS的放松现象）在各种磁场下在接近实际记录的条件下成功地测量了薄膜。 By fitting the simulation based on the LLG (Landau-Lifshitz Gilbert) equation into the measurement results, the damping constant (effective damping multiplier α=0.15) and effective g-coefficient (approximately 1.85) of GdFeCo thin film, which is a rare earth one-transition amorphous alloy similar to TbFeCo, was obtained (for example, at 150°C, effective确定了阻尼乘数α= 0.15）和有效的G-coefficer（约1.85），并与类似CO等铁磁薄膜（例如CO）进行了比较，结果表明它具有较大的阻尼常数。这意味着在GHz的超高速度磁化反演过程中，环效应很小，并且在GHz的顺序上，该过程接近铁磁共振极限。

项目成果

塚本 新: "フェムト秒レーザーを用いたMAMMOS媒体の磁化ダイナミクス計測"日本応用磁気学会誌. 28巻3号. 318-321 (2004)

Arata Tsukamoto：“使用飞秒激光测量 MAMMOS 介质中的磁化动力学”，日本应用磁学学会杂志，第 28 卷，第 318-321 期（2004 年）。