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強磁性ホイスラー合金薄膜のスピンダイナミクスに関する研究

铁磁霍斯勒合金薄膜的自旋动力学研究

基本信息

批准号：
17760014
负责人：
水上成美
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：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

実施計画に基づき,強磁性ホイスラー合金(Co_2MnSi, Co_2FeAl)のエピタキシャル薄膜を作製し,規則・不規則構造のダンピングに対する影響を調べた.エピタキシャル膜はMgO(001)基板上に超高真空スパッタ法を用いて成膜し,成膜後に規則度を向上させる目的で高真空中熱処理を行った.θ-2θX線回折及び極点測定から,エピタキシャル成長の方位関係は,(001)[100]Co_2MnSi (Co_2FeAl)‖(001)[110]MgOであった.Co_2MnSiエピタキシャル膜では,熱処理温度が400-500℃においてL2_1規則構造を示した.強磁性共鳴(FMR)線幅の角度依存性を測定・解析することで,ダンピングの大きさαを評価したところ,[110]方向に磁化した場合のαは,[100]方向に磁化した場合のαよりも小さく,結晶方位に依存することが分かった.また,熱処理温度を300℃とした場合には,[110]方向におけるαが約0.003と非常に小さい値を示した.Co_2FeAlエピタキシャル膜では,熱処理温度が500-600℃においてB2規則構造を示した.FMR線幅の広帯域周波数依存性の測定から,αは結晶方位に依存するものの,材料に固有のギルバート型の緩和機構によるものではなく,エピタキシャル膜のモザイク性を反映した2マグノン散乱に起因することが分かった.また,B2規則構造を有するCo_2FeAlのαはA2不規則構造を有するCo_2FeAlのα(〜0.0037)と同等かそれ以下であることが分かった.以上の結果から,ホイスラー合金のαが結晶性や規則度と強い相関を有し,かつ非常に小さな値を示すことが明らかとなった.組成の最適化や膜厚の低減によって,より小さなαを実現することが応用上重要になると考えられる.

In this paper, the influence of the structure of ferromagnetic alloy (Co_2MnSi, Co_2FeAl) on the preparation of thin films with regular and irregular structures is studied. High vacuum medium heat treatment is performed on MgO(001) substrates by ultra-high vacuum method.θ-2 X-ray reflection and polar measurement Determination and analysis of angular dependence of ferromagnetic resonance (FMR) amplitude. In the case of heat treatment temperature of 300℃, α is about 0.003 and very small in the direction of [110]. Co_2FeAl film is about 500-600℃, and B2 rule structure is shown. Measurement of frequency dependence of FMR amplitude in broad band,α crystal orientation dependence is shown. The material has a unique type of mitigation mechanism. Co_2FeAl and α(~ 0.0037) of B2 regular structure are equivalent to those of A2 irregular structure. The above results show that the α of the alloy is crystalline, regular and strongly correlated, and the α of the alloy is very small. The optimization of composition and the reduction of film thickness are important for practical application.