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極薄膜単結晶磁性ガーネットを用いた脳情報処理に匹敵するマグノニックデバイスの形成

Research Project

Project/Area Number 15J07286
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field General applied physics
Research InstitutionToyohashi University of Technology

Principal Investigator

金澤 直輝  豊橋技術科学大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywordsスピン波 / 位相干渉 / 論理回路 / イットリウム鉄ガーネット / 前進体積波
Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は,ジュール損失の極めて小さいスピン波を信号キャリアとした多入力の論理回路の原理実証を行う事である.デバイス面内において,等方性のよい伝搬が可能な前進体積波モードのスピン波をキャリアにえらび,多数決論理に基づいた論理回路の構築を行った.
低損失なスピン波の伝搬媒体であるイットリウム鉄ガーネットをΨ型に加工し,3入力1出力の位相干渉器を構築した.また,位相干渉器の導波路端部には,吸収体として,その表面に10nm程度の金薄膜を積層しており,不安定性の原因となる端面反射波の影響を抑圧した.この位相干渉器に入力する信号を外部位相器を用いて制御し,出力信号の位相を測定する事で,論理動作の検証を行った.導波路に入力する波のひとつを制御入力に用いることで,動作周波数4GHzにおいて,論理積演算および論理和演算を実証することに成功した.
位相干渉器から実験的に得られた出力信号は,その任意の入力位相の組み合わせにおいて,理想的な計算モデルの出力とよく一致しており,スピン波を用いた安定性の高い論理演算が実現可能である事が分かった.さらに,有限要素法を用いて,位相干渉器を伝搬するスピン波の振る舞いを解析することで,従来のリッジ型導波路に代わる,効率のよいスピン波位相干渉器の設計手法に関する知見も得られた.

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2017 2016 2015

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Demonstration of a robust magnonic spin wave interferometer2016

    • Author(s)
      N. Kanazawa, T. Goto, K. Sekiguchi, A.B.Granovsky, C.A. Ross, H. Takagi, and Y. Nakamura, M. Inoue
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 6 Issue: 1 Pages: 30268-30268

    • DOI

      10.1038/srep30268

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Spin wave absorber generated by artificial surface anisotropy for spin wave device network2016

    • Author(s)
      N. Kanazawa, T. Goto, K. Sekiguchi, A. B. Granovsky, C. A. Ross, H. Takagi, Y. Nakamura, and M. Inoue
    • Journal Title

      AIP advance

      Volume: 6 Issue: 9 Pages: 095204-095204

    • DOI

      10.1063/1.4962664

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] イットリウム鉄ガーネットを用いたΨ型干渉器によるスピン波多数決回路2017

    • Author(s)
      金澤 直輝,後藤 太一,高木 宏幸,中村 雄一,ロス キャロライン,グラノフスキー アレクサンダー,関口 康爾,内田 裕久,井上 光輝
    • Organizer
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜, 横浜
    • Year and Date
      2017-03-15
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] A three-input spin wave interferometer using yttrium iron garnet2016

    • Author(s)
      Naoki Kanazawa, Taichi Goto, Koji Sekiguchi, Alexander B. Granovsky, Caroline A. Ross, Hiroyuki Takagi, Yuichi Nakamura, Hironaga Uchida and Mitsuteru Inoue
    • Organizer
      2016 MMM Conference
    • Place of Presentation
      Marriott New Orleans, New Orleans, Louisiana, USA
    • Year and Date
      2016-11-02
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] イットリウム鉄ガーネットを用いたΨ型スピン波位相干渉器の作製2016

    • Author(s)
      金澤 直輝,後藤 太一,高木 宏幸,中村 雄一,ロス キャロライン,グラノフスキー アレクサンダー,関口 康爾,内田 裕久,井上 光輝
    • Organizer
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ, 新潟
    • Year and Date
      2016-09-15
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] イットリウム鉄ガーネットを用いた三端子スピン波干渉素子の磁場安定性の向上2016

    • Author(s)
      金澤 直輝,後藤 太一,高木 宏幸,中村 雄一,ロス キャロライン,グラノフスキー アレクサンダー,関口 康爾,井上 光輝
    • Organizer
      第40回日本磁気学会学術講演会
    • Place of Presentation
      金沢大学, 金沢
    • Year and Date
      2016-09-06
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Spin wave interference using forward volume mode in yttrium iron garnet2016

    • Author(s)
      Taichi Goto, Naoki Kanazawa, Koji Sekiguchi, Alexander B. Granovsky, Caroline A. Ross, Hiroyuki Takagi, Yuichi Nakamura and Mitsuteru Inoue
    • Organizer
      EASTMAG
    • Place of Presentation
      Russia
    • Year and Date
      2016-08-15
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Spin wave phase interference using yttrium iron garnet waveguide2016

    • Author(s)
      Taichi Goto, Naoki Kanazawa, Hiroyuki Takagi, Yuichi Nakamura, Caroline Ross, Alexander B. Granovsky, Takashi Hasegawa, Shingo Okajima, Koji Sekiguchi and Mitsuteru Inoue
    • Organizer
      Joint MMM-Intermag Conference
    • Place of Presentation
      San Diego
    • Year and Date
      2016-01-15
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Forward volume spin wave propagation using 22 nm thick yttrium iron garnet2016

    • Author(s)
      Akihiko Banno, Taichi Goto, Naoki Kanazawa, Fumiya Kumaoka, Hiroki Furuta, Ryohei Morimoto, Ryosuke Isogai, Mehmet C. Onbasli, Yuichi Nakamura, Koji Sekiguchi, Caroline A. Ross and Mitsuteru Inoue
    • Organizer
      Joint MMM-Intermag Conference
    • Place of Presentation
      San Diego
    • Year and Date
      2016-01-15
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 前進体積波モードのスピン波を用いた位相干渉演算器の開発 (II)2015

    • Author(s)
      後藤 太一, 古田 大貴, 金澤 直輝, 高木 宏幸, 中村 雄一, 関口 康爾, ロス キャロライン, グラノフスキー アレクサンダー, 井上光輝
    • Organizer
      マグネティックス研究会
    • Place of Presentation
      山形
    • Year and Date
      2015-09-25
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 前進体積波モードのスピン波を用いた位相干渉演算器の開発2015

    • Author(s)
      後藤 太一, 金澤 直輝, Jet Wei Hoong, 高木宏幸, 中村 雄一, 井上 光輝
    • Organizer
      平成27年電気学会基礎・材料・共通部門大会
    • Place of Presentation
      金沢
    • Year and Date
      2015-09-18
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] イットリウム鉄ガーネットを用いた三端子スピン波位相干渉素子の開発2015

    • Author(s)
      後藤 太一, 金澤 直輝, 高木 宏幸, 中村 雄一, ロス キャロライン, グラノフスキー アレクサンダー, 岡嶋 伸吾, 長谷川 隆, 関口 康爾, 井上 光輝
    • Organizer
      第39回 日本磁気学会学術講演会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2015-09-10
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] スピン波演算器実現にむけた薄膜イットリウム鉄ガーネットを用いたスピン波励起2015

    • Author(s)
      坂野 瑛彦, 後藤 太一, 熊岡 史哉, 古田 大貴, 金澤 直輝, 森本 凌平, 磯谷 亮介, オンバスリ メメット, 高木 宏幸, 中村 雄一, 関口 康爾, ロス キャロライン, 井上 光輝
    • Organizer
      スピン波演算器実現にむけた薄膜イットリウム鉄ガーネットを用いたスピン波励起
    • Place of Presentation
      長岡
    • Year and Date
      2015-08-05
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Demonstration of XNOR gate using interference of magnetostatic forward volume waves propagating in yttrium iron garnet2015

    • Author(s)
      N. Kanazawa, T. Goto, H. Takagi, Y. Nakamura, S. Okajima, T. Hasegawa, A. B. Granovsky, C. A. Ross, K. Sekiguchi and M. Inoue
    • Organizer
      Magnonics 2015
    • Place of Presentation
      Germany
    • Year and Date
      2015-08-03
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Spin wave logic operation in three-ports yttrium iron garnet waveguide2015

    • Author(s)
      Naoki Kanazawa, Taichi Goto, Hiroyuki Takagi, Yuichi Nakamura, C. A. Ross, Alexander B. Granovsky, Takashi Hasegawa, Shingo Okajima, Koji Sekiguchi and M. Inoue
    • Organizer
      Spin Waves
    • Place of Presentation
      Russia
    • Year and Date
      2015-07-09
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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