Journal of the Korean Magnetics Society (한국자기학회지)

The Korean Magnetics Society (한국자기학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

Precessional Motion of Ferromagnetic Pt/Co/Pt Thin Film with Perpendicular Magnetic Anisotropy

수직 자기 이방성을 갖는 Pt/Co/Pt 자성 박막의 세차 운동 측정 및 분석

  • Yun, Sang-Jun (Department of Physics and Astronomy, Seoul National University) ;
  • Lee, Jae-Chul (Department of Physics and Astronomy, Seoul National University) ;
  • Choe, Sug-Bong (Department of Physics and Astronomy, Seoul National University) ;
  • Shin, Kyoung-Ho (Spin Device Research Center, Korea Institute of Science and Technology)
  • 윤상준 (서울대학교 물리.천문학부) ;
  • 이재철 (서울대학교 물리.천문학부) ;
  • 최석봉 (서울대학교 물리.천문학부) ;
  • 신경호 (한국과학기술연구원 스핀소자연구센터)
  • Received : 2011.11.21
  • Accepted : 2011.12.20
  • Published : 2011.12.31
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

We developed a time-resolved magneto-optical Kerr effect microscope system to investigate ultrafast magnetization dynamics. Based on the pump-probe method, 0.1-ps time resolution was achieved by use of a fs Ti:Sapphire laser. The magnetization dynamics was then measured on Pt/Co/Pt thin films with various Co thicknesses. All the samples exhibited ultrafast demagnetization within a few ps by direct heating of pump laser. Some thicker samples showed precessional motion of magnetization, from which the Gilbert damping constant was determined based on the Landau-Lifshitz-Gilbert equation.

본 연구에서는 극초고속 시간 대역의 자성 동역학을 탐구하기 위해, 시간 분해능을 가진 주사식 광자기 현미경을 개발하였다. 타이타늄:사파이어 레이저를 펌프-프루브 방식으로 사용하여, 0.1 피코초의 시간 분해능을 확보하였다. 이를 이용하여 Co 층의 두께를 바꾸어가며 Pt/Co/Pt 자성 박막 시료에서의 자성 동역학을 측정하였다. 펌프 레이저로 시료를 직접 가열하는 경우, 모든 시료는 수 피코초 내에 탈자화가 일어났다. Co 층이 두꺼운 두 시료에서는 자화의 세차 운동을 관측할 수 있었고, 란다우-리프쉬츠-길버트 방정식으로부터 각 시료의 길버트 감쇠 상수를 구하였다.

Keywords

References

  1. J.-C. Lee, K.-J. Kim, J.-S. Ryu, K.-W. Moon, S.-J. Yun, G.-H. Gim, K.-S. Lee, K.-H. Shin, H.-W. Lee, and S.-B. Choe, Phys. Rev. Lett. 107, 067201 (2011). https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.107.067201
  2. X. M. Cheng, S. Urazhdim, O. Tchernyshyov, and C. L. Chien, Phys. Rev. Lett. 94, 017203 (2005). https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.94.017203
  3. J.-C. Lee, K.-S. Lee, C.-G. Cho, K.-W. Moon, K.-H. Shin, and S.-B. Choe, IEEE Trans. Magn. 46, 2009 (2010). https://doi.org/10.1109/TMAG.2010.2040813
  4. P. J. Metaxas, J. P. Jamet, A. Mougin, M. Cormier, J. Ferre, V. Baltz, B. Rodmacq, B. Dieny, and R. L. Stamps, Phys. Rev. Lett. 99, 217208 (2007). https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.99.217208
  5. N. Fujita, N. Inaba, F. Kirino, S. Igarashi, K.Koike, and H. Kato, J. Magn. Magn. Mater. 320, 3019 (2008). https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2008.08.012
  6. E. Beaurepaire, J.-C. Merle, A. Daunois, and J.-Y. Bigot, Phys. Rev. Lett. 76, 22 (1996). https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.76.22
  7. G. Malinowski, F. Dalla Longa, J. H. H. Rietjens, P. V. Paulskar, R. Huijink, H. J. M. Swagten, and B. Koopmans, Nature Phys. 4, 855 (2008). https://doi.org/10.1038/nphys1092
  8. M. R. Freeman and W. K. Hiebert, Spin Dynamics in Confined Magnetic Structures I, Springer, New York (2002) pp. 93-126.
  9. K.-W. Moon, J.-C. Lee, S.-B. Choe, and K.-H. Shin, Rev. Sci. Instrum. 80, 113904 (2009). https://doi.org/10.1063/1.3262635
  10. M. Mansuripur, J. Appl. Phys. 63, 5809 (1988). https://doi.org/10.1063/1.340320
  11. G. Malinowski, K.C. Kuiper, R. Ravrijesen, H.J.M. Swagten, and B. Koopmans, Appl. Phys. Lett. 94, 102501 (2009). https://doi.org/10.1063/1.3093816