論文 - 能崎　幸雄

微細加工したコプレーナ線路を用いたマイクロ波アシスト磁化反転実験(光記録,一般)

能崎 幸雄, 上田 浩史, 小林 尚史, 田中 輝光, 松山 公秀, 山口 明啓

映像情報メディア学会技術報告 （一般社団法人 映像情報メディア学会）  35   39 - 46 2011年

筆頭著者, 最終著者, 責任著者, 査読有り

　概要を見る

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。

• Access to Document (DOI)

グラニュラー媒体への狭トラックマイクロ波アシスト磁気記録シミュレーション

加藤 歩，成田直幸，田中輝光，能崎幸雄，金井　靖，松山公秀

信学技報 （電子情報通信学会）  110 （ 310 ） 1-5 - 5 2010年11月

研究論文（その他学術会議資料等）, 共著,  ISSN  0913-5685

　概要を見る

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.

Dependence of Magnetization Switching Property with Microwave Assistance on Anisotropy Field for ECC Nano-pillar

N. Narita, T. Tanaka, A. Kato, Y. Nozaki, and K. Matsuyama

Proc. IEEE TENCON2010 （The Institute of Electrical and Electrics Enginnering (IEEE)）     1898-1901 - 1901 2010年11月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り,  ISSN  2159-3442

　概要を見る

Magnetic resonance properties for ECC nano-pillar were numerically analyzed. The analysis showed there are three resonance modes in the ECC nano-pillar that ferromagnetic resonances (FMR) at the low and high frequency regions associating with the soft and hard material, and magnetic spin wave resonance at middle frequency region. Microwave assisted magnetization reversals were also simulated assuming ECC nano-pillar with extremely high anisotropy field hard magnetic material. Essential ac field strength and microwave frequency for magnetization reversal were found to be less dependent on anisotropy field for the hard magnetic material, when magnetization reversal is induced by magnetic resonance for the soft magnetic material.

Numerical Study on Inductive Detection of Magnetostatic Spin Wave Packet

Y. Nakashima, K. Nagai, T. Tanaka, K. Matsuyama, and Y. Nozaki

Proc. IEEE TENCON2010 （Institute of Erectrical and Electronics Engineering (IEEE)）     1894-1897 - 1897 2010年11月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り,  ISSN  2159-3442

　概要を見る

Fundamental operations in magneto-static spin wave devices of nucleation, propagation and inductive detection for a spin wave packets (magnetic solitons) are numerically studied by using micromagnetic simulations. The collective spin dynamics and device performances are compared for three different spin wave modes. Simulation results of the group velocity reasonably agree with the theoretical prediction under a thin film approximation. Structural and operational parameters are optimized so as to maximize the inductive output voltage V-out. The practical V-out of 0.052 mV/mu m(2) is obtained at optimized parameters in a spin wave mode of magneto-static backward volume wave.

Track density capability of microwave assisted magnetic recording

A. Kato, T. Tanaka, N. Narita, Y. Nozaki, Y. Kanai, Y. K. Hong, K. Matsuyama

55th Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials (MMM), FW-08, Atlanta, GA, U.S.A.    465 2010年11月

筆頭著者, 最終著者, 責任著者, 査読有り

マイクロ波アシスト磁気記録における記録ビットパターンの媒体飽和磁化依存性

田中輝光，加藤　歩，川野敏志，成田直幸，能崎幸雄，金井　靖，松山公秀

電気学会論文誌Ａ （電気学会）  130 （ 7 ） 648-654 - 654 2010年07月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り,  ISSN  0385-4205

　概要を見る

Signal recording processes were simulated using micromagnetic calculation for microwave assisted magnetic recording in perpendicular magnetic media. Strong magnetostatic field caused by the large saturation magnetization of the media tends to deteriorate recorded bit patterns resulting in low signal to noise ratio for the play back signal. The moderate exchange interaction fields were shown to improve recording characteristics and increase signal to noise ratio even for the large saturation magnetization media. The influence of thermal fluctuation fields on recording characteristics was also discussed and the influence was negligible for the media assumed in this study.

• Access to Document (DOI)

マイクロ波アシスト垂直磁気記録における記録トラック幅のオシレーション周波数依存性

加藤歩、成田直幸、野田憲司、田中輝光、能崎幸雄、松山公秀

信学技報 （電子情報通信学会）  109 （ 222 ） 13-18 - 18 2009年10月

研究論文（その他学術会議資料等）, 共著,  ISSN  0913-5685

　概要を見る

Tbits/inch^2を超える超高密度記録を実現するにはエネルギーアシストを併用した信号の記録方式が必要であると予測される.本研究では,エネルギーアシスト記録方式の一つであるマイクロ波アシスト記録方式に着目し,マイクロマグネティックシミュレーションによってスピントルクオシレータを用いたマイクロ波アシスト記録時の磁化挙動を計算し,記録トラック幅とマイクロ波周波数の関係について検討し,マイクロ波周波数が高周波化するにつれて記録トラック幅が広くなることが分かった.また,磁化反転領域がスピントルクオシレータの磁化の回転の向きに依存して,ヘッド主磁極側およびトレーリングリターンヨーク側に遷移することが分かった.

マイクロコプレーナ線路を用いたマイクロ波アシスト記録実験

能崎幸雄、成田直幸、田中輝光、松山公秀

信学技報 （電子情報通信学会）  109 （ 222 ） 1-6 - 6 2009年10月

研究論文（その他学術会議資料等）, 共著,  ISSN  0913-5685

　概要を見る

次世代ハードディスクドライブにおける必須技術と考えられるエネルギーアシスト記録の一つであるマイクロ波アシスト記録の実験的検証を行った。強磁性薄膜上に線幅が1μm以下のマイクロコプレーナ線路を作製し、線路表面に発生するマイクロ波磁界による磁化反転の有無のマイクロ波周波数依存性を詳しく調べた。ネットワークアナライザを用いた磁化反転検出の手法や、マイクロ波アシスト磁化反転特有の臨界スイッチング特性について概説する。

交換結合ナノピラーにおけるマイクロ波アシスト磁化反転挙動の軟磁性層厚依存性

成田直幸、田中輝光、能崎幸雄、松山公秀

信学技報 （電子情報通信学会）  109 （ 222 ） 19-24 2009年10月

研究論文（その他学術会議資料等）, 共著

Microwave-assisted magnetization reversal in a Co/Pd multilayer with perpendicular magnetic anisotropy.

Y. Nozaki, N. Narita, T. Tanaka and K. Matsuyama

Applied Physics Letters （The American Institute of Physics）  95 （ 8 ） 082505 (1-3) 2009年08月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り,  ISSN  0003-6951

　概要を見る

Microwave-assisted magnetization reversal in a rectangle of a Co/Pd multilayer with a perpendicular magnetic anisotropy is examined using vector network analyzer ferromagnetic resonance (FMR) spectroscopy. A microwave field is applied along the in-plane direction of the rectangle together with a negative dc easy-axis field smaller than the coercive field. Broadening or splitting of the peak profile in the FMR spectrum suggesting the formation of multidomain structure appears after the microwave field is applied. The dominance of microwave-assisted nucleation of magnetization is supported by the frequency dependence of the probability with which the multidomain structure appears.

• Access to Document (DOI)

ベクトルネットワークアナライザFMR分光法によるNiFe薄膜パターンのマイクロ波アシスト磁化反転検出

能崎幸雄, 立石健太郎、大田正直、白石壮馬、成田直幸、松山公秀

日本磁気学会第165回研究会論文集 （日本磁気学会）     39 – 44 2009年03月

研究論文（研究会，シンポジウム資料等）, 共著, 査読有り

サブミクロン幅NiFe薄膜パターンのマイクロ波アシスト磁化反転

立石健太郎, 白石壮馬, 能崎幸雄, 松山公秀

Journal of Magnetic Society of Japan （The Magnetic Society of Japan）  33 （ 3 ） 208 – 211 2009年03月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

Material dependence of the thermally assisted magnetization reversal properties in microstructured Co/Pd multilayers.

B. Purnama, T. Tanaka, Y. Nozaki, K. Matsuyama

Applied Physics Express （The Japan Society of Applied Physics）  2 （ 3 ） 033001 (1-3) 2009年02月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

Numerical study on microwave-assisted magnetization reversal of magnetic particles several tens of nanometers wide with perpendicular anisotropy.

Y. Nozaki, M. Ohta, N. Narita, and K. Matsuyama

Journal of Applied Physics （The American Institute of Physics）  105 （ 7 ） 07B901 (1-3) 2009年02月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り,  ISSN  0021-8979

　概要を見る

Microwave-assisted magnetization reversal (MAMR) is numerically investigated for perpendicularly magnetized particles with a natural ferromagnetic resonance frequency of 22.5 GHz. The precession angle of magnetization can be enhanced intensively by increasing the amplitude of the ac hard-axis field with an optimum frequency. However, the precession of magnetization about the easy axis becomes unstable as the precession angle reaches a critical value because the easy-axis component of the effective field exerted on the magnetization becomes zero. The analysis of magnetization dynamics in MAMR showed that the precession of magnetization about an in-plane axis, appearing after the easy-axis component of the effective field becomes zero, plays an important role in the irreversible switching of magnetization. © 2009 American Institute of Physics.

• Access to Document (DOI)

Magnetic properties of epitaxially grown Fe3Si/Ge(111) layers with atomically flat heterointerfaces.

Y. Ando, K. Hamaya, K. Kasahara, K. Ueda, Y. Nozaki, T. Sadoh, Y. Maeda, K. Matsuyama, and M. Miyao

Journal of Applied Physics （The American Institute of Physics）  105 （ 7 ） 07B102 (1-3) 2009年02月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り,  ISSN  0021-8979

　概要を見る

We study magnetic properties of epitaxial Fe3 Si layers grown on Ge(111) with atomically flat interfaces. An unexpected uniaxial magnetic anisotropy is observed in the film plane for all as-grown samples, and the direction of the uniaxial easy axis is different for each of these samples. By postgrowth annealing, surprisingly, the random orientation of the uniaxial easy axis is aligned to a direction along about [0 1- 1], together with a reduction in the saturation magnetization. We discuss a possible mechanism of the variation in the magnetic properties after the annealing. © 2009 American Institute of Physics.

• Access to Document (DOI)

Experiments on microwave-assisted magnetization reversal in a submicron-scale Permalloy single element with a zero-field resonance frequency of 6.3 GHz.

Y. Nozaki, K. Tateishi, S. Taharazako, S. Yoshimura, K. Matsuyama

Applied Physics Express （The Japan Society of Applied Physics）  2 （ 3 ） 033002 (1-3) 2009年02月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

Bistable control of ferromagnetic resonance frequencies in ferromagnetic trilayered dots.

Y. Nozaki, K. Tateishi, S. Taharazako, S. Yoshimura, and K. Matsuyama

The Journal of Applied Physics （The American Institute of Physics）  105 （ 1 ） 013911 (1-5) 2009年01月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り,  ISSN  0021-8979

　概要を見る

The ferromagnetic resonance (FMR) properties of submicron-scale Ni(81)Fe(19)/Cu/Ni(81)Fe(19) trilayered dots were investigated for application in programable microwave absorbers for broadband filter devices. The trilayered dot shows binary FMR frequencies, depending on the relative orientation of magnetization in the top and the bottom magnetic layers. A parallel configuration of magnetization, which exhibits a lower FMR frequency than that for an antiparallel configuration, can be metastable as the lateral aspect ratio of the dot is larger than the threshold value governed by the Cu layer thickness. The difference in the FMR frequencies between the parallel and antiparallel configurations is gradually decreased with elongation of the dot. This is associated with the suppression of the magnetostatic coupling energy that stabilizes the antiparallel configuration. It was also found that the magnetic configurations can be programed by the selective application of easy-and hard-axis magnetic fields used to saturate the magnetization. This is an appropriate manner to realize the antiparallel configuration of magnetization in the case of a dot with a plural stack of magnetic layers with the same coercive field. (C) 2009 American Institute of Physics. [DOI: 10.1063/1.3042231]

• Access to Document (DOI)

Stochastic simulation of thermally assisted magnetization reversal in sub-100 nm dots with perpendicular anisotropy.

B. Purnama, M. Koga, Y. Nozaki, and K. Matsuyama

Journal of Magnetism and Magnetic Materials （The Europian Physical Society）  321 （ 9 ） 1325 – 1330 - 1330 2009年

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り,  ISSN  0304-8853

　概要を見る

Thermally assisted magnetization reversal of sub-100 nm dots with perpendicular anisotropy has been investigated using a micromagnetic Langevin model. The performance of the two different reversal modes of (i) a reduced barrier writing scheme and (ii) a Curie point writing scheme are compared. For the reduced barrier writing scheme, the switching field H(swt) decreases with an increase in writing temperature but is still larger than that of the Curie point writing scheme. For the Curie point writing scheme, the required threshold field H(th), evaluated from 50 simulation results, saturates at a value, which is not simply related to the energy barrier height. The value of H(th) increases with a decrease in cooling time owing to the dynamic aspects of the magnetic ordering process. Dependence of H(th) on material parameters and dot sizes has been systematically studied. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

• Access to Document (DOI)

マイクロコプレーナ線路を用いたマイクロ波アシスト記録実験(固体メモリおよび一般)

能崎 幸雄, 成田 直幸, 田中 輝光, 松山 公秀

映像情報メディア学会技術報告 （一般社団法人 映像情報メディア学会）  33   1 - 6 2009年

筆頭著者, 最終著者, 責任著者, 査読有り

　概要を見る

次世代ハードディスクドライブにおける必須技術と考えられるエネルギーアシスト記録の一つであるマイクロ波アシスト記録の実験的検証を行った。強磁性薄膜上に線幅が1μm以下のマイクロコプレーナ線路を作製し、線路表面に発生するマイクロ波磁界による磁化反転の有無のマイクロ波周波数依存性を詳しく調べた。ネットワークアナライザを用いた磁化反転検出の手法や、マイクロ波アシスト磁化反転特有の臨界スイッチング特性について概説する。

• Access to Document (DOI)

交換結合ナノピラーにおけるマイクロ波アシスト磁化反転挙動の軟磁性層厚依存性(固体メモリおよび一般)

成田 直幸, 田中 輝光, 能崎 幸雄, 松山 公秀

映像情報メディア学会技術報告 （一般社団法人 映像情報メディア学会）  33   19 - 24 2009年

筆頭著者, 最終著者, 責任著者, 査読有り

　概要を見る

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.

• Access to Document (DOI)