高速シャッター制御によるMHz帯高速動磁区観察と高周波マイクロ磁気デバイスの開発

利用高速快门控制观察MHz频段的高速动态磁畴并开发高频微磁器件

基本信息

批准号：
18760255
负责人：
竹澤昌晃
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Kyushu Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、MHz〜GHz帯域を動作周波数とする高周波マイクロ磁気デバイスに用いられる高周波用微細磁性体において、高速駆動時の磁区観察手法を確立し、磁区構造および磁化過程の制御によるデバイスの高性能化、低損失化を実現することである。本年度は、前年度に構築した高速動磁区観察システムを用いて、磁性材料の微細加工に伴う高速磁化反転の劣化を抑制する手法としての磁区構造制御法を確立するため、以下の手順で検討を行った。1高周波用磁性薄膜として、GHz帯域まで低損失であることが知られているヘテロアモルファスグラニュラー磁性薄膜を用い、その磁区構造、磁化過程を調べた。2上記のグラニュラー薄膜を、高周波マイクロ磁気デバイスを想定した寸法および形状に微細加工し、微細加工による磁区構造、磁化過程の変化を観察した。これらの検討により、グラニュラー薄膜では、従来から用いられる高周波用磁性材料であるアモルファス磁性薄膜などと比較して、その磁区幅が極端に狭く、また本磁区観察システムにて磁壁が観察されないことから、磁壁の厚みが光学顕微鏡で観察できる250nmよりも小さいことが分かった。このことは、グラニュラー薄膜では、アモルファス薄膜と比較して磁壁部分で磁化が急激に反転していることを示唆している。また、微細加工した試料では試料端部で磁区幅が狭く、試料中央に向けて磁区幅が広がって行く様子が観察できた。これは、微細加工によって反磁界が増加することから、試料端部で静磁エネルギーを増加させないよう磁区を細分化させている結果によるものだと考えられ、マイクロ磁気デバイス作製における重要な設計指針を得ることができた。

本研究的目的是建立一种观察工作频率在 MHz 至 GHz 频段的高频微磁器件中使用的高频微磁材料高速运行时磁畴的方法，并通过控制磁畴结构和磁化过程的目标是实现更高的性能和更低的损耗。今年，我们将利用前一年建成的高速动态域观测系统，建立磁域结构控制方法，作为抑制磁性材料微细加工引起的高速磁化反转劣化的方法。我们将进行使用以下步骤进行研究。 1.我们使用已知在GHz频段具有低损耗的异质非晶粒状磁性薄膜作为高频磁性薄膜，并研究了其磁畴结构和磁化过程。 2将上述粒状薄膜微细加工至假定高频微磁装置的尺寸和形状，并观察由于微细加工而导致的磁畴结构和磁化过程的变化。基于这些研究，我们发现，与传统上使用的高频磁性材料非晶磁性薄膜相比，粒状薄膜具有极窄的磁畴宽度，并且使用该磁畴观察系统无法观察到磁畴壁。发现磁畴壁的厚度小于光学显微镜观察到的250 nm。这表明在粒状薄膜中，磁化强度在磁畴壁处比在非晶薄膜中反转得更快。另外，观察到在微细加工的样品中，磁畴宽度在样品的边缘处较窄，并且磁畴宽度朝样品的中心变宽。这被认为是由于磁畴被细分以防止样品边缘静磁能增加，因为退磁场随着微加工而增加，这是微磁器件制造中的重要设计指南。能够得到它。