印加磁場に対する Tb 及び Co の傾き角

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第 10 章 結論

本研究では角型比の高い垂直磁化膜である#0421(Tb20Co80)、#0426(Tb14Co86 )、#0917-1(Tb18Co82)、#0917-2(Tb22Co78)、#0919-1(Tb13Co87)、#0412-1(Tb12Co88)、#2013(Tb28Co78) アモルファス薄膜のスピン・軌道・元素別の磁化過程を観測し、磁化反転プロセスを解明す ることを目的とした。また、解析の過程で 2 種類のモデル計算を行い実験値と比較するこ とで、電子状態及び磁気構造を解明することに成功した。SQUIDによる全磁化測定と磁気 コンプトン散乱実験によるスピン選択磁化曲線と軌道選択磁化曲線の比較、得られたMCP の元素別寄与の導出、またモデル計算の導出のこれと実験値との比較を行うことにより、以 下の結果を得られた。

1. Co dominant組成ではスピンが、Tb dominant組成では軌道が磁化反転を支配してい

る

2. Co dominant組成ではCoが、Tb dominant組成ではTbが磁化反転を担っている

3. 上記2,3より、Co dominant組成ではCoのスピン磁気モーメントが、Tb dominant組 成ではTbの軌道磁気モーメントが磁化反転を支配している

4. スピンと軌道の比、TbとCoの比はほぼ一定である

本研究で用いた系は希土類であるTbの4f軌道が支配的であり、スピン軌道相互作用が 大きい系であるため、スピンと軌道の比、Tb と Co の比がほぼ一定であることはVan

Vleckの異方的交換相互作用の理論と一致する

5. 本研究で用いたTbCoアモルファス薄膜の系ではTb17Co83近傍が磁気補償組成である 6. モデル計算による実験値の再現から、それぞれの磁気モーメントを算出でき、この系で

は Tb = 9𝜇_𝐵 (𝜇_{𝑆−𝑇𝑏} = 6𝜇_𝐵, 𝜇_{𝐿−𝑇𝑏}= 3𝜇_𝐵)、Co = −1.83𝜇_𝐵 (𝜇_{𝑆−𝐶𝑜}= −1.62𝜇_𝐵, 𝜇_{𝐿−𝐶𝑜} =

−0.21𝜇_𝐵)である

7. 磁気補償点近傍の磁気特性はアモルファスにおける最隣接構造の連続的変化を反映し ている可能性がある

8. 磁気補償組成よりTb dominant側はcubic laves構造、Co dominant側はfcc構造で再 隣接構造を仮定しモデル計算を行った場合、TbとCoの磁気モーメントのなす角は180°

であり、印加磁場に対しスペリ磁性を反映して傾いている

103 参考文献

[1] ｢垂直磁気異方性を持つ磁性細線に生成した バブル磁区の電流下での挙動｣,

< http://www.magnetics.jp/kouenkai/2015/doc/program/10aE-9.pdf >(2018-2-9 参照) [2] JMD Coey, J. Appl. Phys. 49(3) 1646-1652(1978)

[3] 安居院あかね他、放射光 2005, No4,p.215

[4] 安居院あかね他、第21回放射光学会年会 2008, 14P075 [5] A.Agui et. al. APEX, 4(2011)083002

[6]P. Bruno, PRB39,865(1989)

[7] M.Yamazoe et al J.Phys, 28(2016)436001 [8] 金森順次郎、磁性(1989)p.110

[9] P.Chaudhari, J. F. Cuomo and R. J. Gambino : Appl. Phys. Lett. 22, 337 (1973) ; JM.Coey, J.M. Coey, J. Chappert, J. P. Rebuillat and T. S. Wang : Phys. Rev. Lett. 36, 1061 (1976) ; J. M. Coey : J. Appl. Phys. 49, 1646 (1978)

[10] R. C. Taylor, T. R. McGurie, J. M. D. Coey and A. Gangulee : J. Appl. Phys. 49, 2885 (1978)

[11] 水牧仁一朗他、応用物理 2006, 第75巻 第2号 p.227 [12] ^{橋爪博雄他，放射光}X線磁気分光と散乱

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(2018-2-1参照)

[23] ｢OHBA Laboratory｣,

< http://www.phys.shimane-u.ac.jp/ohba_lab/English/strcture4.htm >(2018-2-1参照)

104 学会発表および論文

[学会発表]

[1] CoFeB/MgO多層膜におけるスピン・軌道選択磁化測定

柴山茜、山添誠敏、加藤忠、鈴木宏輔、安達美咲、星和志、伊藤真義、櫻井吉晴、櫻井浩 第40回日本磁気学会学術講演会、2016.09.05-08、金沢大学角間キャンパス

[2] Spin/Orbital Magnetic Switching Behavior of the Ta/CoFeB/MgO MTJ Interface Akane Shibayama, Masatoshi Yamazoe, Tadashi Kato, Kousuke Suzuki, Misaki Adachi, Kazushi Hoshi, Masayoshi Itou, Yoshiharu Sakurai and Hiroshi Sakurai

AMDE2016,2016.12.09, Kryu City Performing Arts Center [3] 磁気補償近傍のTb-Coアモルファス膜の磁気構造

柴山茜、安達美咲、拜詞健人、辻成希、馬闖、劉小晰、櫻井浩、安居院あかね 第31回日本放射光学会年会、2018.01.08-10、つくば国際会議場

[論文]

[1] Spin /orbital and magnetic quantum number selective magnetization measurements for CoFeB/MgO multilayer films

M Yamazoe ,T kato ,K Suzuki ,M adachi ,A Shibayama ,K Hoshi ,M Itou ,N Tsuji ,Y sakurai and H sakurai

J.Phys, Condents.Matter 28 (2016) 436001

[2] Magnetic Compton profile evaluation of magnetization process of Tb^xCo^100−x films Akane Agui, Chuang Ma, Xiaoxi Liu, Naruki Tsuji, Misaki Adachi, Akane Shibayama, Kosuke Suzuki and Hiroshi Sakurai

Mater. Res. Express 4 (2017) 106108