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

基本信息

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

项目摘要

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。

域壁电流驾驶现象是一种现象，其中纳米级域壁是磁性域和磁性域之间的过渡区域，由电流驱动。这种现象不仅在其物理机制上，而且还在应用于下一代非易失性记忆方面。首先，物理机制是通过自旋角动量从传导电子到域壁内局部旋转的过渡来解释的，域壁朝与电流相反的方向移动[绝热扭矩理论]。我们已经在实验上证明，具有垂直对称结构的PT/[CO/NI]/PT纳米线中的域壁电流可以通过绝热扭矩来解释[T. T. Koyama，K。Ueda等人，Nat。 Maters（2011）]。此外，使用此CO/NI系统，我们成功地建立了一种评估自旋极化性的方法，这对于材料常数很重要[K.。 Ueda等人，应用。物理。 Lett。（2012）]。今年，我们准备了具有不同的磁化率和库里温度的CO/NI，以研究自旋极化性的温度依赖性，并将其作为国际会议提出。近年来，据报道，在当前方向上的绝缘扭矩移动理论无法解释的域壁。材料的一个特征是磁层很薄，界面的不对称性很突出。因此，我们使用了具有不对称结构的MGO/[CO/NI]/PT纳米线来揭示域壁向电流方向移动的机制。域壁电流驾驶的平面磁场依赖性结果意味着该机理支持域壁通过自旋式效果驱动。此外，研究了磁性膜厚度的依赖性，发现在磁层厚的区域，由于常规的绝缘扭矩，域壁朝着与电流相反的方向移动。因此，我们成功阐明了MGO/[CO/NI]/PT纳米线的域壁电流机理，具有不对称结构。目前，它被编译成纸张。

项目成果

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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

DOI：
发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
0
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
通讯作者：
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

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
0
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

DOI：
发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
0
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