垂直磁化Co/Ni細線における電流駆動磁壁ダイナミクス

垂直磁化 Co/Ni 线中电流驱动的畴壁动力学

• 批准号: 12J04256
• 负责人: 上田 浩平
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J04256/
• 关键词: スピントロニクス; 磁壁電流駆動現象; 断熱トルク; スピンホール効果; 磁壁電流駆動; スピントランスファー; スピン分極率

磁壁電流駆動現象は磁区と磁区との遷移領域であるナノスケールの磁壁を電流で駆動させる現象である。この現象はその物理機構だけでなく、次世代の不揮発性メモリヘの応用の観点から世界中で盛んに研究されている。まず、その物理機構は伝導電子から磁壁内部の局在スピンヘのスピン角運動量移行によって説明され、磁壁が電流と逆向きに移動する[断熱トルクの理論]。我々は上下対称構造を有するPt/[Co/Ni]/Ptナノ細線における磁壁電流駆動は断熱トルクによって説明できると実験的に証明してきた[T. Koyama, K. Ueda et al, Nat. maters (2011)]。さらに、このCo/Ni系を用いて、材料定数で重要なスピン分極率の評価法を確立することに成功した[K. Ueda et al., Appl. Phys. Lett. (2012)]。今年度は、磁化率やキュリー温度の異なるCo/Niを用意してスピン分極率の温度依存を調査し、国際会議なので発表した。近年、磁壁が断熱トルクの理論で説明できない磁壁が電流方向に移動することが報告されている。材料の特徴として磁性層が薄く、界面の非対称性があげられる。そこで、我々は非対称構造を有するMgO/[Co/Ni]/Ptナノ細線を用いて磁壁が電流方向に移動する機構を明らかにした。磁壁電流駆動の面内磁場依存性結果から、その機構はスピンホール効果による磁壁駆動を支持するものとなった。さらに、磁性膜厚依存性を調べた結果、磁性層が厚い領域で磁壁は従来の断熱トルクによって電流と逆向きに移動していることが分かった。このように我々は、非対称構造を有するMgo/[Co/Ni]/Ptナノ細線における磁壁電流駆動の機構解明に成功した。現在、論文にまとめ投稿中である。

Magnetic wall current 駆 movement phenomenon させる magnetic zone と magnetic zone と <s:1> migration field であるナノスケ <s:1> で駆 <s:1> <s:1> magnetic wall を current で駆 movement させる phenomenon である である. こ の phenomenon は そ の physical institutions だ け で な く, next generation の not wield 発 メ モ リ ヘ の 応 with の 観 point か ら world で sheng ん に research さ れ て い る. ま ず, そ の physical institutions は 伝 guide electronic か ら internal magnetic wall の bureau in ス ピ ン ヘ の ス ピ ン Angle exercise transitional に よ っ て illustrate さ れ が と reverse current, magnetic wall き に mobile す る [break hot ト ル ク の theory]. I 々 は there said structure を seaborne す る Pt/Co/Ni/Pt ナ ノ thread に お け る magnetic wall current 駆 は break hot ト ル ク に よ っ て illustrate で き る と be 験 に prove し て き た [t. Koyama, k. Ms. Ueda et al, Nat. Maters (2011)]. さ ら に, こ の Co/Ni is を い て, material constant で important な ス ピ ン polarization rate を 価 の evaluation method to establish す る こ と に successful し た [K. Ms. Ueda et al., Appl. Phys. Lett., 2012)]. Our は, magnetic susceptibility や キ ュ リ ー temperature の different な る Co/Ni を intention し て ス ピ ン polarization rate の temperature dependent し を investigation, international conference な の で 発 table し た. In recent years, magnetic wall が break hot ト ル ク で の theory explain で き な が current direction magnetic wall い に mobile す る こ と が report さ れ て い る. Material <s:1> characteristics と て magnetic layer が thin く interface <s:1> non-symmetry があげられる. そ こ で, I 々 は is not according to tectonic を seaborne す る MgO style/Co/Ni/Pt ナ ノ を thin lines with い が current direction magnetic wall て に mobile す る institutions を Ming ら か に し た. Magnetic wall current 駆 の in-plane magnetic field dependence results か ら, そ の institutions は ス ピ ン ホ ー ル unseen fruit に よ magnetic wall る 駆 を support す る も の と な っ た. さ ら に, magnetic film thickness dependence を べ が た results, magnetic layer thick い field magnetic wall で は 従 to の break hot ト ル ク に よ っ て と reverse current き に mobile し て い る こ と が points か っ た. こ の よ う に I 々 は, says a す を construction seaborne る Mgo style/Co/Ni/Pt ナ ノ thread に お け る magnetic wall current 駆 の agencies interpret に successful し た. Now, the paper にまとめ is being submitted である.

项目成果

TEMPERATURE DEPENDENCE OF SPIN POLARIZATION IN CO/NI NANOWIRES DETERMINED FROM CURRENT-INDUCED MAGNETIC DOMAIN WALL DYNAMICS

根据电流感应磁畴壁动力学确定 CO/NI 纳米线自旋极化的温度依赖性

• 发表时间: 2013
• 作者: K. Ueda;R. Hiramatsu;D. Chiba;K-J. Kim;T. Moriyama;H. Tanigawa;T. Suzuki;S. Fukami;M. Yamanouchi;H. Ohno;Y. Nakatani and T. Ono
• 通讯作者: Y. Nakatani and T. Ono

Temperature dependence of carrier spin polarization determined from current-induced domain wall motion in a Co/Ni nanowire

• DOI: 10.1063/1.4718599
• 发表时间: 2012-05
• 期刊: Applied Physics Letters
• 影响因子: 4
• 作者: K. Ueda;T. Koyama;R. Hiramatsu;D. Chiba;S. Fukami;H. Tanigawa;Tetsuhiro Suzuki;N. Ohshima;N. Ishiwata;Y. Nakatani;K. Kobayashi;T. Ono

非対称構造Co/Ni多層膜細線における磁壁電流駆動の面内磁場依存性

非对称结构Co/Ni多层细线中畴壁电流驱动的面内磁场依赖性

• 发表时间: 2014
• 作者: 上田浩平;K-J. Kim;森山貴広;谷川博信、苅屋田英嗣;鈴木哲広;小野輝男
• 通讯作者: 小野輝男

Temperature dependence of spin polarization in Co/Ni nanowires with different Co and Ni thicknesses determined from magnetic domain wall dynamics

由磁畴壁动力学确定不同 Co 和 Ni 厚度的 Co/Ni 纳米线自旋极化的温度依赖性

• 发表时间: 2013
• 作者: K. Ueda;R. Hiramatsu;D. Chiba;H. Tanigawa;T. Suzuki;S. Fukami;M. Yamanouchi;H. Ohno;Y. Nakatani and T. Ono
• 通讯作者: Y. Nakatani and T. Ono

非対称構造Co/Ni多層膜細線における磁壁電流駆動の機構変化

非对称结构 Co/Ni 多层细线中畴壁电流驱动的机械变化

• 发表时间: 2013
• 作者: 上田浩平;キムカブジン;平松亮;森山貴広;千葉大地;谷川博信;苅屋田英嗣;鈴木哲広;仲谷栄伸;小野輝男
• 通讯作者: 小野輝男