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Magnetization dynamics in synthetic antiferromagnets for memory application

用于存储器应用的合成反铁磁体的磁化动力学

基本信息

批准号：
22KF0030
负责人：
水上成美
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KF0030/
关键词：
積層反強磁性体磁化ダイナミクス非線形ダイナミクス

项目摘要

本研究では、磁気メモリ素子や計算素子等への応用に向けた積層反強磁性体の磁化ダイナミクスについて研究する。本年度は、磁性パーマロイ合金/Ruスペーサー/磁性パーマロイ合金の三層積層反強磁性構造の磁化ダイナミクスを調べた。試料は現有のスパッタ装置で作製した。磁化ダイナミクスと磁性層間相互作用の関係を調べる目的で、Ruスペーサーの厚みを様々に変えた積層反強磁性体を作製した。また、強磁性モード（音響モード）や反強磁性モード（光学モード）といった積層反強磁性体に固有の高速磁化ダイナミクスを、スピン流を用いて励起し異常磁気抵抗効果を用いた手法で検出した。それらの線形モードダイナミクスに加えて、モードの振幅が大きい、いわゆる非線形領域のダイナミクスを観測することに成功した。非線形領域になると、強磁性モードの周波数が反強磁性モードの周波数の1/2となる磁場において、固有周波数に特徴的な変化が現れることが実験的に明らかとなった。実験結果はマクロスピンモデルを用いた数値シミュレーションと定性的に一致し、非線形領域では強磁性モードが反強磁性モードと混成した特異なダイナミクスが発生するためであることが明らかとなった。微視的には波数ゼロの強磁性マグノンと反強磁性マグノンの関与する３マグノン散乱の効果とも解釈できるが、まだ不明な点は多く、さらなる研究が必要である。なお、これらの実験結果は応用物理学会で報告し、議論を行った。

This study is aimed at studying the magnetization of multilayer antiferromagnets in the application of magnetic and computational elements. This year, the magnetization of the three-layer antiferromagnetic structure of the magnetic alloy/Ru alloy is adjusted. The sample is manufactured from the existing equipment. The relationship between magnetization and magnetic layer interaction is discussed. The high speed magnetization inherent in multilayer antiferromagnets can be detected by means of medium excitation and abnormal magnetic resistance. All linear fields are measured successfully by adding and increasing the amplitude of the field. Non-linear domain, ferromagnetic domain, cycle number antiferromagnetic domain, cycle number antiferromagnetic domain, cycle number magnetic field, intrinsic cycle number, characteristic change, characteristic change, characteristic change. The results are as follows: 1. The number of magnetic fields in the ferromagnetic and non-linear fields is equal to the number of magnetic fields in the ferromagnetic and non-linear fields. 2. The magnetic fields in the ferromagnetic and non-linear fields are equal to the number of magnetic fields in the ferromagnetic and non-linear fields. Weishi app has a number of ferromagnetic and antiferromagnetic properties. The results were reported and discussed by the Institute of Physics.