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微細マイクロ波回路を利用した相対論的マグノニクスの研究

Research Project

Project/Area Number 16J10076
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Condensed matter physics II
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

井口 雄介  東京大学, 総合文化研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
Fiscal Year 2017: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2016: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Keywordsマルチフェロイクス / マグノニクス / マグノン / マイクロ波 / 電気磁気効果 / 非相反方向二色性 / 表面弾性波 / トロイダルマグノン
Outline of Annual Research Achievements

今年度は、空間反転対称性と時間反転対称性が同時に破れた磁性体中におけるマグノン励起が引き起こす相対論的効果である非相反なマイクロ波応答について、通常の強磁性マグノン励起より高周波側に存在する反強磁性マグノン励起が引き起こす非相反マイクロ波応答をマイクロ波デバイス上で観測することと、昨年度に引き続き電気制御を、デバイスを改良することで非相反応答の巨大化を目的として次の3つの研究を行った。1つ目に、我々は空間反転対称性が破れた反強磁性体Ba2MnGe2O7の複数の反強磁性マグノンモードの1つにおいて非相反なマイクロ波伝搬を観測した。マイクロ波デバイスを利用してマグノン励起を観測し、理論式との比較から観測されたモードが、従来型の容易面型反強磁性マグノンモードであることが分かった。マグノンモードや測定条件によってマイクロ波非相反性が大きく異なっていることが分かったが、スピン波理論と久保公式及びdp混成機構を利用することで、量的に得られたマイクロ波非相反性が説明できることを明らかにした。2つ目に、昨年度に測定したBa2Mg2Fe12O22の類似物質であり室温で電気磁気効果が有限であるBaSrCo2Fe11AlO22の配向多結晶試料を利用することで、室温での非相反マイクロ波伝搬の電気的制御を行った。室温付近でマグノン励起によるマイクロ波吸収が観測され、電場・磁場によるマイクロ波非相反性の反転制御を行った。3つ目に、比較的小さい非相反性を容易に観測する新たな手法として、超伝導薄膜NbNを利用したコプラナーリング型マイクロ波超伝導共振器の作成を行った。しかし、必要な測定精度を実現できなかった。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2018 2017 2016 Other

All Journal Article (4 results) (of which Open Access: 2 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] Microwave non-reciprocity of magnon excitations in a non-centrosymmetric antiferromagnet Ba2MnGe2O72018

    • Author(s)
      Y. Iguchi, Y. Nii, M. Kawano, H. Murakawa, N. Hanasaki, Y. Onose
    • Journal Title

      arXiv

      Volume: -

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Journal Article] Nonreciprocal propagation of surface acoustic wave in Ni/LiNbO32017

    • Author(s)
      R.Sasaki, Y. Nii, Y. Iguchi, and Y. Onose
    • Journal Title

      Phys. Rev. B

      Volume: 95 Issue: 2 Pages: 020407-020407

    • DOI

      10.1103/physrevb.95.020407

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Microwave magnetochiral effect in the non-centrosymmetric magnet CuB2O42017

    • Author(s)
      Y. Nii, R. Sasaki, Y. Iguchi, and Y. Onose
    • Journal Title

      J. Phys. Soc. Jpn

      Volume: 86 Issue: 2 Pages: 024707-024707

    • DOI

      10.7566/jpsj.86.024707

    • NAID

      210000134268

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Magnetoelectrical control of nonreciprocal microwave response in a multiferroic helimagnet2017

    • Author(s)
      Y. Iguchi, Y. Nii, and Y. Onose
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 印刷中

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Non-reciprocal microwave response of antiferromagnetic magnons in a multiferroic Ba2MnGe2O72018

    • Author(s)
      Y. Iguchi, Y. Nii, H. Murakawa, N. Hanasaki, Y. Onose
    • Organizer
      American Physical Society March Meeting 2018
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Magnetoelectrical control of nonreciprocal microwave response in a multiferroic helimagnet2017

    • Author(s)
      Y. Iguchi, Y. Nii, and Y. Onose
    • Organizer
      American Physical Society March Meeting 2017
    • Place of Presentation
      New Orleans, US
    • Year and Date
      2017-03-13
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Nonreciprocal propagation of surface acoustic waves in Ni/LiNbO32017

    • Author(s)
      R. Sasaki, Y. Nii, Y. Iguchi, and Y. Onose
    • Organizer
      American Physical Society March Meeting 2017
    • Place of Presentation
      New Orleans, US
    • Year and Date
      2017-03-13
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Magnetoelectrical control of nonreciprocal microwave response in a multiferroic helimagnet2017

    • Author(s)
      Y. Iguchi
    • Organizer
      CEMS-QPEC Symposium on Emergent Quantum Materials 2017
    • Place of Presentation
      東京大学(東京都文京区)
    • Year and Date
      2017-01-18
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Microwave response of antiferromagnetic magnons in a multiferroic Ba2MnGe2O72017

    • Author(s)
      Y. Iguchi
    • Organizer
      Junjiro Kanamori Memorial International Symposium 2017
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] マルチフェロイクスBa2MnGe2O7における反強磁性マグノンのマイクロ波応答2017

    • Author(s)
      井口雄介, 新居陽一, 小野瀬佳文
    • Organizer
      日本物理学会2017年秋季大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 超伝導回路共振器を用いたマルチフェロイクスにおける非相反現象観測の試み2017

    • Author(s)
      濱原義明, 新居陽一, 井口雄介, 小野瀬佳文
    • Organizer
      日本物理学会2017年秋季大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Room-Temperature Control of Magnetization and Non-Reciprocal Microwave Response Using Magnetoelectric Effect in Multiferroic Y-Type Hexaferrite2017

    • Author(s)
      Sakyo Hirose, Yusuke Iguchi,?Yoichi Nii,?Toru Asaka,?Tsuyoshi Kimura,?Yoshinori Onose
    • Organizer
      2017 Materials Research Society Fall Meeting
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 強誘電らせん磁性体における非相反マイクロ波応答の電場制御2016

    • Author(s)
      井口雄介、新居陽一、小野瀬佳文
    • Organizer
      日本物理学会2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      金沢大学(石川県金沢市)
    • Year and Date
      2016-09-13
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Remarks] マルチフェロイクスにおけるマイクロ波非相反性の電気的制御

    • URL

      http://www.c.u-tokyo.ac.jp/info/news/topics/files/20170508pressrelease.pdf

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Remarks] 東大、マルチフェロイクスにおけるマイクロ波非相反性の電気的制御に成功

    • URL

      https://www.nikkei.com/article/DGXLRSP444254_Y7A500C1000000/

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Remarks] 東大、マイクロ波の非相反性を電気的に制御

    • URL

      https://www.nikkan.co.jp/articles/view/00427506

    • Related Report
      2017 Annual Research Report

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Published: 2016-05-17   Modified: 2024-03-26  

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