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マグノニクス技術の創成に資するスピン波生成・伝播・位相特性の電界制御

Research Project

Project/Area Number 17J08317
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Physical properties of metals/Metal-base materials
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

宇佐見 喬政  東京工業大学, 物質理工学院, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2019: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2018: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywordsスピン波 / 強磁性共鳴 / ギルバートダンピング定数 / 磁気緩和 / マグノニクス
Outline of Annual Research Achievements

磁性体中のスピンの歳差運動が波の形態で伝播するスピン波は消費エネルギーの少ない情報担体として期待されており、マグノニクスと呼ばれる研究分野として研究が進展している。これまでスピン波の制御には通電による手法が用いられていたが、デバイス応用の観点からより消費エネルギーの少ない制御手法の確立が必要である。そこで本研究は、特異な磁気特性を有するFeRh規則合金に着目し、その磁気特性を電界制御することで、低消費電力マグノニクスの基盤技術確立を目指した。令和元年度は、FeRh薄膜に対して強磁性共鳴測定を実施し、有効磁化と磁気緩和の指標であるギルバートダンピング定数の温度依存性の評価を行った。その結果、強磁性ドメイン内の正味の磁化は温度に大きく依存しない一方で、ギルバートダンピング定数は温度増加に伴い減少する傾向が明らかになった。これらの結果に基づいてスピン波の長距離伝播の可能性を評価した。その結果、強磁性状態においてスピン波減衰長が極めて短く、さらに反強磁性ドメインが共存することで強磁性ドメインの磁気緩和が増大し、スピン波の減衰長がさらに短距離化することが明らかになった。従って、長距離スピン波伝播材料としてFeRh合金を利用するためにはスピン波減衰長を長距離化するための方策が必要であることが明らかになった。また本研究の結果は電界により強磁性、反強磁性状態を切り替えることでスピン波伝播特性の制御が可能であることを示唆している。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2020 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results)

  • [Int'l Joint Research] Helmholtz- Zentrum Dresden-Rossendorf(ドイツ)

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Journal Article] Compositional dependence of Gilbert damping constant of epitaxial Fe100-xRhx thin films2019

    • Author(s)
      T. Usami, M. Itoh, and T. Taniyama
    • Journal Title

      Appl. Phys. Lett.

      Volume: 115 Issue: 14 Pages: 142403-142403

    • DOI

      10.1063/1.5120597

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] FeRh規則合金薄膜のダンピング定数と有効磁化の温度依存性2020

    • Author(s)
      宇佐見 喬政, 伊藤 満, 谷山 智康
    • Organizer
      日本物理学会第75回年次大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Low Gilbert damping in ordered Fe1-xRhx thin films2019

    • Author(s)
      T. Usami, M. Itoh, and T. Taniyama
    • Organizer
      Joint European Magnetic Symposia (JEMS 2019)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Modification of the phase transition of FeRh thin films induced by capping of heavy metals2019

    • Author(s)
      T. Usami, T. Noda, M. Itoh, T. Taniyama
    • Organizer
      Joint European Magnetic Symposia (JEMS 2019)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 宇佐見 喬政, 伊藤 満, 谷山 智康2019

    • Author(s)
      Fe1-xRhx規則合金におけるダンピング定数の温度依存性
    • Organizer
      日本物理学会2019年秋季大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Fe1-xRhx規則合金薄膜におけるダンピング定数評価2019

    • Author(s)
      宇佐見 喬政, 伊藤 満, 谷山 智康
    • Organizer
      2019年応用物理学会春季学術講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Compositional Dependence of Gilbert Damping in FexRh1-x Thin Films2019

    • Author(s)
      T. Usami, M. Itoh, and T. Taniyama
    • Organizer
      2019 Joint MMM-Intermag
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Gilbert Damping in FexRh1-x Thin Films2019

    • Author(s)
      Takamasa Usami, Mitsuru Itoh, and Tomoyasu Taniyama
    • Organizer
      International School on Spintronics and Korea-Japan Spintronics Workshop
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] FexRh1-x合金薄膜におけるダンピング定数の組成依存性2018

    • Author(s)
      宇佐見 喬政, 伊藤 満, 谷山 智康
    • Organizer
      日本物理学会2018年秋季大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 反強磁性/強磁性界面を有する細線における強磁性共鳴2018

    • Author(s)
      宇佐見 喬政, Rantej Bali, Jrgen Lindner, 伊藤 満, 谷山 智康
    • Organizer
      日本物理学会第73回年次大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] FMR Linewidth Variation with Distance from Lateral Antiferromagnet / Ferromagnet Interfaces2018

    • Author(s)
      Takamasa Usami, Rantej Bali, Jurgen Lindner, Mitsuru Itoh, and Tomoyasu Taniyama
    • Organizer
      Magnetic and Optics Research International Symposium (MORIS 2018)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2017-05-25   Modified: 2024-03-26  

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