垂直磁化Ｃｏ／Ｎｉ細線中の磁壁電流駆動における外部磁場の影響と応用展開

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究の目的は、磁壁の電流駆動現象を利用した外部環境に強い磁壁デバイスを実現することである。この目的を達成するために、外部磁場を印加した状態で、Co/Ni細線中の磁壁の電流駆動実験を行い、磁壁移動速度と外部磁場の関係について明らかにしてきた。しかし、デバイス応用のためには外部環境に対する安定性だけでなく、記録密度に関する知見も求められる。そこで、昨年度は隣接する磁壁間の対消滅を妨げる効果があり、記録密度の向上が期待されるジャロシンスキー・守谷相互作用(DMI)に着目し研究を行った。その結果、磁壁の磁場駆動において、DMIは磁壁移動速度を速める効果があることが分かった。今年度は、研究実施計画に記載したとおり、DMIのある場合に、磁壁移動速度が速くなる原因について調査した。シミュレーションと実験結果を比較検討することで、細線の二次元性が速度に影響を及ぼすことを突き止めた。さらに、磁壁内部の平均磁化角度をシミュレーションにより調査したところ、DMIがない場合は、平均磁化角度が時間とともに変化するのに対し、DMIがある場合は、平均磁化角度を一定に保ったまま磁壁が移動することが明らかになった。このことは、DMIが強い場合の二次元細線における磁壁が、ソリトン的な磁壁移動をすることを意味している。本研究により、二次元の磁壁構造にDMIが加わると、これまで知られていなかった新しい磁壁移動機構で磁壁が移動することが明らかになった。磁壁の磁場駆動に対するDMIの影響を明らかにした本研究成果は、基礎的にも応用的にも重要な知見といえる。特に、磁壁デバイスを設計する際に重要となる膜構造と次元性に対する指針を与えたという点でも特筆すべき成果である。研究代表者は本研究成果を国内の学会において発表した。