Active phase-control spin wave logic computation elements with nonlinear phase shift
| Project/Area Number |
20K20535
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 21:Electrical and electronic engineering and related fields
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| Research Institution | Toyohashi University of Technology |
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Principal Investigator |
井上 光輝 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 客員教授 (90159997)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
後藤 太一 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (00721507)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥25,740,000 (Direct Cost: ¥19,800,000、Indirect Cost: ¥5,940,000)
Fiscal Year 2022: ¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2021: ¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2020: ¥10,140,000 (Direct Cost: ¥7,800,000、Indirect Cost: ¥2,340,000)
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| Keywords | スピン波 / 非線形 / ロジック / マグノニック結晶 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は、スピン波の流れ制御に磁気的端面のない２次元人工磁気格子を用い、スピン波の非線形位相シフトでロジック演算を行う素子を新規に実現すると共に、非線形位相シフト量増大のために媒体構造をナノスケール化した非線形スピン波ロジック演算素子の性質の解明と、集積化に向けた要素技術の確立を目指すものである。我々は、スピン波の振幅制御で位相制御（非線形位相シフト）ができることに着目し、この機能を用いた非線形スピン波ロジック素子を着想した。本研究は世界に先駆け、２次元人工磁気格子ベースの非線形スピン波ロジック素子実現に挑戦し、当該分野に革新的ブレイクスルーをもたらそうとするものである。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、スピン波の流れ制御に磁気的端面のない２次元人工磁気格子を用い、スピン波の非線形位相シフトでロジック演算を行う素子を新規に実現すると共に、非線形位相シフト量増大のために媒体構造をナノスケール化した非線形スピン波ロジック演算素子の性質の解明と、集積化に向けた要素技術の確立を目指すものである。
我々は、スピン波の振幅制御で位相制御（非線形位相シフト）ができることに着目し、この機能を用いた非線形スピン波ロジック素子を着想した。
1）非線形シフトを用いたロジック回路に関する論文発表を行った。
2）スピン波非線形位相シフトデバイスの集積化に必要な単結晶磁性ガーネットの作製および高周波磁気応答の測定環境の構築と、試作したサンプルの測定を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
非線形シフトを用いたロジック回路を作製し、論文発表を行った。イットリウム鉄ガーネット膜に、スピン波を入力し、パワーに応じて非線形に位相がシフトすることを利用したロジック回路を作製した。三端子素子の片方の位相を固定し、もう片一方の入力スピン波の位相を変化することで、位相干渉状態を変化した。当初計画よりも早く目的を達した。
上記はセンチメートルスケールのデバイスであったが、これをさらに進展すべく、小型化する研究も進めた。スピン波非線形位相シフトデバイスの集積化に必要な単結晶磁性ガーネットの作製および高周波磁気応答の測定環境の構築と、試作したサンプルの測定を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度に準備した単結晶磁性ガーネットの作製環境および評価環境を用いて、非線形位相シフトを利用したロジック回路の試作および評価を行う。
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Report
(2 results)
Research Products
(22 results)
