高垂直磁気異方性金属薄膜を用いた超高速マグノントランジスタの実証

使用具有高垂直磁各向异性的金属薄膜的超快磁振子晶体管的演示

• 批准号: 16J07881
• 负责人: 飯浜 賢志
• 金额: $ 2.08万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J07881/
• 关键词: スピン異常ホール効果; 異常ホール効果; スピン軌道トルク; 強磁性共鳴

非磁性体/強磁性体の二層膜構造において非磁性体薄膜に面内電流を流すと非磁性体のスピンホール効果によって強磁性体薄膜へスピントルクを誘起できることが近年報告された。この効果を利用し強磁性体のダンピングの変調や磁化反転に用いる研究が近年盛んに行われている。スピンホール効果によって生成できるスピン流のスピンの向きは固定で常に面内方向を向く。この制限により、非磁性体/垂直磁化強磁性体の二層膜構造では垂直磁化膜のダンピングの変調やゼロ磁場での磁化反転が不可能になっている。一方で強磁性体特有の異常ホール効果を利用することでスピン流のスピンの向きを強磁性体の磁化の方向で制御することが可能になり、垂直磁化強磁性体のダンピング変調やゼロ磁場での反転ができることが期待される。本研究では、この強磁性体の異常ホール効果を用いたスピントルクの観測を試みた。本実験で用いた膜構成はCoFeB(強磁性体)/ Cu(非磁性体) /NiFe(強磁性体)の三層構造を用いた。CoFeB層の異常ホール効果によってスピン流が生成され、そのスピン流がNiFe層の強磁性共鳴スペクトル線幅を変調させることが期待される。線幅が面内電流によって変調されていることが観測され、CoFeB層の異常ホール効果によって生成されたスピン流によるスピントルクに起因していることがわかった。CoFeB層でのスピン流を生成する効率を評価したところ、非磁性重金属のスピンホール効果と同等の効率であった。この強磁性体の異常ホール効果を利用したスピントルクを用いることによって垂直磁化膜のゼロ磁場磁化反転やダンピングの変調、垂直磁化膜におけるスピン波伝搬(マグノントランジスタ等)への応用が期待される。

It has been reported in recent years that in the two-layer film structure of non-magnetic/ferromagnetic materials, in-plane current can flow through the non-magnetic thin film and the magnetic effect of the non-magnetic material can induce the magnetic contact of the ferromagnetic thin film. The research on the application of ferromagnetic materials has been carried out in recent years. The direction of flow is fixed. The magnetic field of the perpendicular magnetization film can not be adjusted by the two-layer structure of the nonmagnetic/perpendicular magnetization ferromagnetic material. A ferromagnetic material unique to the abnormal effect of the use of the current direction of the ferromagnetic material magnetization direction of the control of the possible, perpendicular magnetization ferromagnetic material of the magnetic field to adjust the magnetic field of the reverse direction of the expected. In this research, we will try to use a computer to observe the abnormal magnetic effects of this ferromagnetic material. This film is composed of CoFeB(ferromagnetic)/ Cu(nonmagnetic) /NiFe(ferromagnetic) three-layer structure. CoFeB layer abnormal magnetic resonance results in the formation of magnetic current, magnetic resonance results in the NiFe layer ferromagnetic resonance amplitude change, magnetic resonance results in the formation of magnetic current. The amplitude of the line is different from that of the in-plane current. The cause of the abnormality in the CoFeB layer is different. CoFeB is a non-magnetic heavy metal. The abnormal magnetic properties of ferromagnetic materials can be utilized to improve the magnetic field magnetization of perpendicular magnetized films.

项目成果

Observation of spin torque induced by anomalous Hall effect using spin-torque diode spectrum in magnetic tunnel junction

利用磁隧道结中自旋扭矩二极管光谱观察反常霍尔效应引起的自旋扭矩

• 发表时间: 2016
• 作者: S. Iihama;K. Yakushiji;T. Taniguchi;H. Kubota;S. Tsunegi;S. Tamaru;Y. Shiota;Y. Suzuki;A. Fukushima;and S. Yuasa
• 通讯作者: and S. Yuasa

Institut Jean Lamour(France)

让·拉穆尔研究所（法国）

Reciprocal excitation of propagating spin-waves by a laser pulse and their reciprocal mapping in magnetic metal films

激光脉冲传播自旋波的相互激发及其在磁性金属薄膜中的相互映射

• DOI: 10.1103/physrevb.96.014438
• 发表时间: 2017
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: A. Kamimaki;S. Iihama;Y. Sasaki;Y. Ando;and S. Mizukami
• 通讯作者: and S. Mizukami

All-optical magnetization switching in [Co/Pt] induced by spin-polarized hot electron transport

自旋极化热电子传输引起的 [Co/Pt] 中的全光磁化强度翻转

• 发表时间: 2018
• 作者: Satoshi Iihama;Akimasa Sakuma;Hiroshi Naganuma;Mikihiko Oogane;Shigemi Mizukami;and Yasuo Ando;Satoshi Iihama;S. Iihama;Satoshi Iihama
• 通讯作者: Satoshi Iihama

次世代不揮発性磁気メモリーの新しい記録技術を開発

开发下一代非易失性磁存储器的新记录技术