แนวคิดหลัก
FePt薄膜の磁化反転メカニズムは膜厚に依存し、臨界膜厚以下では磁壁移動と磁区回転の組み合わせ、臨界膜厚以上ではストライプ磁区内の磁気モーメントの回転によって反転が起こる。
บทคัดย่อ
本論文は、異なる膜厚の FePt 薄膜における磁化反転メカニズムを実験的に調査した研究論文である。
研究目的: FePt 薄膜の膜厚が磁化反転メカニズムに与える影響を明らかにすること。
方法: DCマグネトロンスパッタ法を用いて、異なる膜厚 (10 nm、20 nm、40 nm、60 nm) の FePt 薄膜を作製した。磁気光学カー効果 (MOKE) 顕微鏡と磁気力顕微鏡 (MFM) を用いて、磁化反転過程における磁区構造を観察した。
主な結果:
臨界膜厚 (tc ≈ 30 nm) 以下の薄膜では、磁化反転は磁壁移動と磁区回転の組み合わせによって起こる。
印加磁場の方向が磁化容易軸に近い場合は磁壁移動が、磁化困難軸に近い場合は磁区回転が支配的となる。
臨界膜厚以上の薄膜では、ストライプ磁区が形成され、各ストライプ内の磁気モーメントがコヒーレントに回転することで磁化反転が起こる。
結論:
FePt 薄膜の磁化反転メカニズムは膜厚に強く依存する。
臨界膜厚以下の薄膜では、印加磁場の方向によって支配的な反転メカニズムが変化する。
臨界膜厚以上の薄膜では、ストライプ磁区構造が磁化反転挙動を決定づける。
本研究の意義:
磁性薄膜における磁化反転メカニズムの理解を深める。
磁気メモリやセンサーなどのデバイス開発に重要な知見を提供する。
限界と今後の研究:
本研究では、室温における磁化反転挙動のみを調査した。
今後は、温度変化が磁化反転メカニズムに与える影響を調べる必要がある。
สถิติ
FePt 薄膜の臨界膜厚は tc ≈ 30 nm である。
40 nm の FePt 薄膜におけるストライプ磁区のサイズは約 45 nm である。
คำพูด
"The reversal mechanisms are strongly dependent on the thickness of the sample."
"Below the critical thickness, the reversal process is a combination of domain wall movement and rotation of domains."
"Above the critical thickness, the experimental results agree with the hypothesis of coherent rotation of magnetic moments inside each stripe that was previously deduced from micromagnetic simulations."