薄膜の垂直磁気異方性

Perpendicular magnetic anisotropy of thin films

高梨 弘毅; 関 剛斎*

Takanashi, Koki; Seki, Takeshi*

薄膜の垂直磁気異方性は、磁気記録のみならずスピントロニクスにおいても重要な役割を果たしている。本解説記事では、垂直磁気異方性に関して、磁気多層膜、規則合金膜、希土類遷移金属アモルファス合金多層膜、不均一膜やグラニュラー膜など、垂直磁化を持つ具体例を示しながら、基礎からこれまでの研究、そして最近の研究動向を概説する。それぞれの具体例について、構造対称性の破れによる界面磁気異方性、ひずみによる磁気弾性異方性、バルクの結晶磁気異方性、原子の方向性規則配列などの垂直磁気異方性の物理的起源を議論する。

Perpendicular magnetic anisotropy of thin films currently plays an important role in spintronics as well as magnetic recording. Regarding perpendicular magnetic anisotropy, in this article, the fundamentals, the research history, and the recent research trends are reviewed, showing specific examples with perpendicular magnetization such as magnetic multilayers, ordered alloy films, rare earth-transition metal amorphous alloy films, and inhomogeneous or granular films. The physical origins for perpendicular magnetic anisotropy, including interface anisotropy due to structural symmetry breaking, magnetoelastic anisotropy due to strain, bulk-type magnetocrystalline anisotropy, and directional pair ordering of atoms, are discussed in each example.