論文

磁気異方性エネルギーの異なるCo-Cr-Pt基グラニュラー膜を積層したECC(exchanged coupled composite)媒体は、膜厚方向にスピン波が誘引されると磁化反転磁場が減少する。本研究では、ECC媒体の層間交換結合を中間層の膜厚によって制御した媒体を作製し、そのマイクロ波アシスト磁化反転特性を測定した。特に、磁化反転アシスト効果が最大化する周波数、およびアシスト効果に必要な交流磁場強度の閾値の中間層膜厚依存性を調べた。

酸化シリコン基板上に二つのコプレーナ線路を交差させた交差型コプレーナ線路とCo/Ni多層膜を蒸着した。この交差型コプレーナ線路に二方向からマイクロ波を入力し、位相変調器を用いて相対的な位相差を変えることで、生成される交流磁場の偏向を制御した。生じた交流磁場を用いて強磁性共鳴の測定を行ったところ、磁場の偏向を回転させることで磁化の方向について選択的に共鳴が励起された様子が観測された。

マイクロ波アシスト磁気記録媒体として硬磁性体と軟磁性体を積層した構造の交換結合複合媒体に着目し,一本の交換結合ナノピラーのマイクロ波アシスト磁化反転挙動についてマイクロマグネティックシミュレーションを用いて解析した.交換結合ナノピラーでは,軟磁性部の厚みが交換長に比べて十分に短い場合には軟磁性部と硬磁性部の磁化が均一な磁化挙動を示すのに対し,軟磁性部の厚みが交換長と同程度の場合には2つの特有の周波数で,それぞれ硬磁性部および軟磁性部が支配的な磁化挙動を示すことが分かった.また,磁化の反転に必要な交流磁界強度およびマイクロ波周波数は硬磁性体のみ場合と比較して大幅に低減されることが分かった.

強磁性体俳磁性体/強磁性体の擬スピンバルブ3層膜において、一方の強磁性体が共鳴する周波数のマイクロ波を印加してスピンポンピング由来のスピン流を生成し、そのスピン流によるスピントランスファートルクをもう一方の強磁性層に作用させる実験を行った。巨大磁気抵抗効果を利用することにより、マイクロ波印加に伴う各強磁性層の保磁力の変化を調べた。保磁力のマイクロ波周波数依存性を調べた結果、磁化を共鳴させた磁性層にマイクロ波アシスト磁化反転による保磁力低減効果が見られた。これに対し、スピン流が注入された先の強磁性層の保磁力は、スピンポンピング由来のスピン流が最も大きく生成される周波数で極小となることがわかった。

1平方インチあたり1テラビットを超える面密度実現が期待されているマイクロ波アシスト記録とは、媒体にマイクロ波磁場を加えることにより強磁性共鳴を誘引し、スピン系のエネルギーを励起することによって磁化反転磁場を低減する方法である。したがって、媒体の強磁性共鳴特性を調べることが本方式の実現に向けて重要である。本稿では、ネットワークアナライザを用いた強磁性薄膜の強磁性共鳴スペクトル測定と、それを応用したマイクロ波アシスト磁化反転検出実験について概説する。

Thermal stability of submicron scale Co90Pt10 island has been investigated using relief-structured giant magnetoresistive samples. Elongated islands with the lateral dimension of 0.5 mu m x 2.0 mu m and the thickness of 6 nm show nonlinear increase of the coercive field with decreasing temperature. The evaluated energy barrier becomes larger than 80k(B)T for the thickness ranging from 6 to 18 nm. (C) 2003 Elsevier B.V. All rights reserved.

We have investigated the magneto-transport properties of a GMR material consisting of CoPt(10nm)/Cu(10nm)/ NiFe(6nm) in which only the top NiFe layer is patterned by the half-milling technique. The top NiFe film was structured into a two-dimensional particle array with lateral dimensions of w = 0.2 mum and aspect ratio L/w = 1, 2 4 or 8. From MR measurements, the remanent magnetization of the NiFe particle array was found to gradually decrease with L/w, which can be ascribed to the relative increase of an end domain area in the particles, The longitudinal switching field H-swt markedly decreases as L/w < 2. From the micromagnetic simulation, it was found that the decrease of H-swt was caused by the change of switching configuration from an edge reversal to a coherent rotation with decreasing L/w. (C) 2002 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

本研究では,磁気特性の異なる3種の磁性層から成る単一の磁性ピラーを想定し,このピラーに対しマイクロ波アシスト磁化反転特性の周波数選択性を利用することにより,各層の磁化を選択的に反転させる可能性についてマイクロマグネティックシミュレーションにより検証した.その結果,選択的磁化反転を行うためには,各層の飽和磁化の値を小さくし,静磁気的相互作用磁界を抑制することが重要であることがわかった.さらに,本研究で用いたモデルでは,各層のダンピング定数が0.1程度以下となる場合において良好な選択的磁化反転が可能となる結果を得た.

Tbits/inch^2超の面記録密度を有する次世代HDDの実現へ向けた技術の一つとしてマイクロ波帯域の交流磁界を用いたマイクロ波アシスト磁気記録(MAMR)方式が期待されている.本研究ではマイクロマグネティック計算によるMAMRの信号記録・再生シミュレーションを行い,狭記録トラック化について検討した.MAMRでは島状の非反転領域が発生しやすく,それらの減少には,媒体に比較的大きな交換相互作用を導入することが有効であると報告されている.しかし本研究では,比較的大きな交換相互作用の導入は信号対雑音比(SNR)を向上させるものの,同時に記録トラック幅の肥大化を招き,高トラック記録には不向きであることが分かった.また交換相互作用を導入しなくても許容可能なSNRを20dBと仮定すると,本モデルでは1129ktpiという高い記録トラック密度が可能であることが分かった.