磁性工學(xué)特論

第2回(4/22)の復(fù)習(xí)前回の復(fù)習(xí)なぜ初磁化狀態(tài)では磁化がないのか：磁區(qū)磁區(qū)はなぜできるか：

磁極、反磁界、靜磁エネルギー

磁気異方性

交換相互作用磁化のメカニズム：磁壁移動、磁化回転磁區(qū)の観察第3回で學(xué)ぶこと磁區(qū)と磁壁の基礎(chǔ)縞狀磁區(qū)：正負(fù)の磁極に分かれ反磁界が隣同士で打ち消す環(huán)流磁區(qū)：磁極が出ないので反磁界がない。磁區(qū)観察の歴史マイクロマグネティクス磁壁：180

磁壁、90

磁壁磁區(qū)観察法磁気記録の基礎(chǔ)(1)磁區(qū)の概念の歴史磁區(qū)の考え：Weissが提唱P.Weiss:J.Phys.6,661(1907)バルクハウゼンノイズ：巨視的磁化が多くの細(xì)かい不連続磁化から成立H.Barkhausen:Phys.Z.20,401(1919)マイクロマグネティックス

micromagnetics自発磁化をもつ強(qiáng)磁性體が有限な形狀をもつときに、その內(nèi)部のスピン分布を第１原理から解く計(jì)算手法[W.F.Brown,Jr.;J.Appl.Phys.11,160(1940),Phys.Rev.58,736(1940)]安定なスピン分布は、靜磁エネルギーUmag、交換エネルギーUex、磁気異方性エネルギーUa、磁気弾性エネルギーUelの総和U=Umag+Uex+Ua+Uel

を極小にすることによって與えられる。マイクロマグネティクスによる磁區(qū)構(gòu)造靜磁エネルギーは下がるが交換エネルギーが増加磁極が生じ靜磁エネルギーが上がる環(huán)流磁區(qū)縞狀磁區(qū)磁區(qū)と磁區(qū)の境界に磁壁エネルギーを貯えている磁區(qū)の単位表面積あたりの靜磁エネルギー磁壁のエネルギーε=εm+εwを極小にする。磁區(qū)の寸法180゜磁壁と90゜磁壁１８０?磁壁：その両側(cè)で磁化の向きが１８０?変化している磁壁９０?磁壁：その両側(cè)で磁化の向きが９０?変化している磁壁磁壁と磁壁移動磁壁と磁壁移動磁壁と磁壁移動磁壁と磁壁移動磁壁と磁壁移動磁壁と磁壁移動磁壁と磁壁移動磁壁と磁壁移動磁壁と磁壁移動磁壁と磁壁移動磁壁と磁壁移動磁壁と磁壁移動磁壁と磁壁移動ブロッホ磁壁とネール磁壁薄膜では、ブロッホ磁壁は磁極が生じるのでネール磁壁が一般的磁化回転と保磁力非可逆回転磁化過程ポテンシャルエネルギー＝磁気異方性エネルギー＋靜磁エネルギー

E=-Kucos2(

0)+IsHcos

釣り合いの條件

E/=0

安定な釣り合い

2E/

2>0不安定な釣り合い

2E/

2<0非可逆回転に移る條件

2E/

2=0

Is

H

0磁化回転と保磁力つづきこれらより、圧力p=IsHc/Kuとして

sin2(

0)=psin

;cos2(

0)=pcos

sin2

0=(1/p2)((4-p2)/3)3/2

0=0,/2のときp=2→Hc=2Ku/Is

0=/4のときp=1→Hc=Ku/Is磁壁移動と保磁力/s=p=2IsHcos

復(fù)元力が圧力と釣り合うHc=(/s)max/2Iscos

磁壁のエネルギー

=2{A(K1-(3/2)

0cos2(s/l)}1/2

/s=2

0

/lHc=

0/Iscos

普通の磁性體では=10-5,Is=1-2[T],cos

～1,

0=109[N/m2]を代入してHc=3104[A/m]磁區(qū)観察法粉末図形法(Bitterpattern)、電界研磨法磁気カー効果顕微鏡近接場磁気光學(xué)顕微鏡ローレンツ電子顕微鏡スピン偏極電子顕微鏡干渉電子顕微鏡(電子線ホログラフィー)X線磁気光學(xué)顕微鏡磁気力顕微鏡（MFM)スピン偏極走査型トンネル顕微鏡(SP-STM)BitterPattern磁気カー効果顕微鏡ファラデー効果を用いた

磁區(qū)のイメージング検光子偏光子対物レンズ試料穴あき電磁石光源CCDカメラファラデー効果で観察した(Gd,Bi)3(Fe,Ga)5O12の磁區(qū)NHK技研玉城氏のご厚意によるCCDカメラによる磁気光學(xué)イメージング磁性ガーネットの磁區(qū)の変化コントロールユニット(SPI

3700)アルゴンレーザ信號発生器ロックインアンプコンピュータXYZスキャナバイモルフフィルタ試料フォトダイオード光電子増倍管半導(dǎo)體レーザ光ファイバプローブ検光子補(bǔ)償子PEMダイクロイックミラー偏光子プローブ先端部近接場磁気光學(xué)顕微鏡MO-SNOMによる

0.2mマークのトポ像と磁気光學(xué)像MO像ラインプロファイルトポ像電子線ホログラフィ丹司（名大）によるCo単磁區(qū)粒子ＮＳバリウムフェライト単磁區(qū)粒子連鎖狀Fe微粒子X線磁気光學(xué)顕微鏡

Fig.1ExperimentaldeterminationofspinandorbitalmomentsinthinFe-layersviatheX-MCDeffect6).

Fig.3M-TXMimageofalayeredGd/Fesystempreparedonto325nmPolyimidsubstrate9,10)

Fig.4SamemultilayeredGd/FesystemasFigure3preparedon30nmSi3N4membranesFischer(獨(dú))によるDomainimageofMOmediaobservedusingXMCDofFeL3-edgeSiN(70nm)/TbFeCo(50nm)/SiN(20nm)/Al(30nm)/SiN(20nm)MO媒體

N.Takagi,H.Ishida,A.Yamaguchi,H.Noguchi,M.Kume,S.Tsunashima,M.Kuma