• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

力学的回転運動の回転スピン流変換

Publicly Offered Research

Project Areanano spin conversion science
Project/Area Number 15H01021
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

能崎 幸雄  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (30304760)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥10,400,000 (Direct Cost: ¥8,000,000、Indirect Cost: ¥2,400,000)
Fiscal Year 2016: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2015: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Keywordsスピン流 / スピンメカトロニクス / 角運動量変換 / 表面弾性波 / 強磁性共鳴 / スピン回転結合
Outline of Annual Research Achievements

本年度は、非磁性金属に誘引した表面弾性波(SAW)のスピン回転結合(SRC)による純スピン流の生成と、そのスピントランスファートルク発現の定量的理解を試みた。SAWフィルタデバイスに非磁性金属 / 強磁性金属2層膜パターンを形成した試料を作製し、(1) SAWの伝播方向と強磁性金属の磁化ベクトルのなす角度、(2) 非磁性金属の電気伝導度および膜厚、(3) 強磁性金属の磁歪および磁化ダンピング係数に対して、SAWフィルタデバイスのマイクロ波吸収量の変化を測定した。以下に今回の研究成果をまとめる。
① SAWによる格子変位は、強磁性金属の磁歪や磁気異方性の変調を引き起こし、これがSAWフィルタのマイクロ波透過特性に影響する可能性がある。SRC効果に由来するスピン流生成の実現を示すためには、これらの可能性を排除しなければならない。そこで、強磁性金属の磁化とSAW波数ベクトルの角度を系統的に変化させながらマイクロ波吸収強度を測定した。その結果、SRC理論の予想と同じく両者の角度が0度のときに吸収強度が最大となり、磁歪(25度で最大化)や磁気異方性(90度で最大化)由来の効果ではないことを明確に示すことに成功した。
② 電気伝導度の異なるCuとTiで同様の実験を行なったところ、伝道度の高いCuで大きなSRC効果が発現した。さらに、Cu膜厚を200 nmまで増加させた場合、SRC効果が単調増加した。これらの結果は、スピン流強度が電気伝導度に比例し、表面からSAW波長程度(~マイクロメートル)の深さで最大化することを示した理論計算の結果と一致する。
③ 磁歪および磁化ダンピング係数が異なるNiFe合金とNiを用いて同様の実験を行なったところ、Niの場合に10倍程度大きなスピントランスファートルクが発生した。この結果は、理論計算では説明ができず、SRCの実デバイス応用に向けて今後解明したい。

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

    (28 results)

All 2017 2016 2015

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (23 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] 表面弾性波を用いた強磁性共鳴の励起2017

    • Author(s)
      能崎幸雄、柳澤翔吾
    • Journal Title

      IEEJ Transactions on Fundamentals and Materials

      Volume: 印刷中

    • NAID

      130006839832

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Spin-transfer-torque-assisted magnetization reversal in spin-valve strips using the spin-pumping effect2016

    • Author(s)
      M. Takahashi, Y. Nozaki
    • Journal Title

      Applied Physics Express

      Volume: 9 Issue: 6 Pages: 063002-063002

    • DOI

      10.7567/apex.9.063002

    • NAID

      210000137936

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Microwave-Assisted Magnetization Reversal in Exchange-Coupled Composite Media Using Linearly Polarized Microwave Fields2016

    • Author(s)
      Y. Nozaki and S. Kasai
    • Journal Title

      IEEE Trans. Magn.

      Volume: 52 Issue: 2 Pages: 1-7

    • DOI

      10.1109/tmag.2015.2473668

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Current-driven antivortex core resonance measured by the rectifying effect2016

    • Author(s)
      M. Goto and Y. Nozaki
    • Journal Title

      AIP Advances

      Volume: 6 Issue: 2

    • DOI

      10.1063/1.4941360

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Crystallographic anisotropy of the intrinsic Gilbert damping for single-crystalline Fe film2015

    • Author(s)
      Y. Kasatani and Y. Nozaki
    • Journal Title

      Journal of the Magnetics Society of Japan

      Volume: 39 Issue: 6 Pages: 221-226

    • DOI

      10.3379/msjmag.1510R001

    • NAID

      130005108337

    • ISSN
      1882-2924, 1882-2932
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Alternating spin current generation using a surface acoustic wave in nonmagnetic Cu thin films2017

    • Author(s)
      能崎幸雄
    • Organizer
      新学術領域研究「ナノスピン変換科学」平成28年度年次報告会
    • Place of Presentation
      東京工業大学(東京都・目黒区)
    • Year and Date
      2017-03-02
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 力学的回転のスピン変換2016

    • Author(s)
      能崎幸雄
    • Organizer
      慶應義塾 創造クラスター 第3回 スーパーグローバルシンポジウム「量子コミュニティ」
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学(神奈川県・横浜市)
    • Year and Date
      2016-12-19
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 交差型コプレーナ線路上に生じた円偏向磁場の空間分布測定2016

    • Author(s)
      菅 逸樹、能崎 幸雄
    • Organizer
      マグネティックス研究会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学(神奈川県・横浜市)
    • Year and Date
      2016-12-13
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Selective Excitation of Ferromagnetic Resonance Using Circularly Polarized Magnetic Fields Generated by Coplanar Cross Waveguides2016

    • Author(s)
      I. Kan, Y. Nozaki
    • Organizer
      61st Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials
    • Place of Presentation
      New Orleans (USA)
    • Year and Date
      2016-10-31
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 交差型コプレーナ線路を用いた回転磁場の生成と強磁性共鳴の誘引2016

    • Author(s)
      菅 逸樹、能崎 幸雄
    • 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
  • [Presentation] 表面弾性波を用いた強磁性共鳴の励起2016

    • Author(s)
      能崎 幸雄, 小林 大眞, 柳澤 翔吾
    • Organizer
      電気学会 基礎・材料・共通部門大会
    • Place of Presentation
      九州工業大学(福岡県・北九州市
    • Year and Date
      2016-09-06
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Microwave attenuation in surface accoustic wave devices using a spin-rotation coupling2016

    • Author(s)
      D. Kobayashi, R. Takahashi, R. Iguchi, M. Matsuo, S. Maekawa, E. Saitoh, Y. Nozaki
    • Organizer
      9th International Conference on Physics and Applications of Spin-Related Phenomena in Solids (PASPS 2016)
    • Place of Presentation
      Kobe (Japan)
    • Year and Date
      2016-08-08
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Spacially resolved measurement of ferromagnetic resonance in Co/Ni multilayer using a magneto-optical Kerr effect2016

    • Author(s)
      I. Kan, Y. Nozaki
    • Organizer
      9th International Conference on Physics and Applications of Spin-Related Phenomena in Solids (PASPS 2016)
    • Place of Presentation
      Kobe (Japan)
    • Year and Date
      2016-08-08
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Damping constant modulation of Fe3Si by a giant pure spin current2016

    • Author(s)
      S. Oki, S. Yamada, T. Kanashima, Y. Nozaki, K. Hamaya
    • Organizer
      9th International Conference on Physics and Applications of Spin-Related Phenomena in Solids (PASPS 2016)
    • Place of Presentation
      Kobe (Japan)
    • Year and Date
      2016-08-08
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Spin Current Generation Derived from Mechanical Rotation of SAW2016

    • Author(s)
      D. Kobayashi, R. Takahashi, R. Iguchi, M. Matsuo, S. Maekawa, E. Saitoh, Y. Nozaki
    • Organizer
      The 9th International Symposium on Metallic Multilayers (MML 2016)
    • Place of Presentation
      Uppsala (Sweden)
    • Year and Date
      2016-06-19
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 表面弾性波を用いたスピンメカトロニクス2016

    • Author(s)
      能崎幸雄, 小林大眞, 高橋遼, 井口亮, 松尾衛, 前川禎通, 齊藤英治
    • Organizer
      2016年度九州・山口・沖縄磁気セミナー
    • Place of Presentation
      イーフ情報プラザ(沖縄県島尻郡久米島町)
    • Year and Date
      2016-05-27
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 磁気渦対の連成共振における磁気トルクとスピントルクの分離2016

    • Author(s)
      棚澤友幾, 能崎幸雄
    • Organizer
      日本物理学会第71回(2016年)年次大会
    • Place of Presentation
      東北学院大(宮城県・仙台市)
    • Year and Date
      2016-03-19
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 磁気トルクとスピントルクによる磁気渦対共鳴の分離2016

    • Author(s)
      棚澤友幾, 能崎幸雄
    • Organizer
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      東京工業大(東京都・目黒区)
    • Year and Date
      2016-03-19
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 表面弾性波を用いたスピンメカトロニクス2016

    • Author(s)
      小林大眞, 高橋遼, 井口亮, 松尾衛, 前川禎通, 齊藤英治, 能崎幸雄
    • Organizer
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      東京工業大(東京都・目黒区)
    • Year and Date
      2016-03-19
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 表面弾性波を用いたスピントロニクス」2016

    • Author(s)
      能崎幸雄
    • Organizer
      第10回MMSD委員会
    • Place of Presentation
      サニー貸会議(東京都千代田区)
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Spin Dynamics2016

    • Author(s)
      能崎幸雄
    • Organizer
      「スピントロニクス学術研究基盤と連携ネットワーク拠点」キックオフシンポジウム
    • Place of Presentation
      東京大学(東京都・文京区)
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 巨大磁気抵抗効果を用いたスピン流アシスト効果の検出2015

    • Author(s)
      高橋真央,能崎幸雄
    • Organizer
      磁気記録・情報ストレージ研究会
    • Place of Presentation
      大阪大学(大阪府・吹田市)
    • Year and Date
      2015-10-22
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] スピンポンピング効果を用いたスピン流アシスト磁化反転実験22015

    • Author(s)
      高橋真央,能崎幸雄
    • Organizer
      日本物理学会 2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      関西大(大阪府・吹田市)
    • Year and Date
      2015-09-16
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] スピンバルブ構造を利用したスピントランスファ-トルクの検出2015

    • Author(s)
      高橋真央,能崎幸雄
    • Organizer
      第39回 日本磁気学会学術講演会
    • Place of Presentation
      名古屋大(愛知県・名古屋市)
    • Year and Date
      2015-09-08
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 純スピン流注入によるホイスラー合金のダンピング変調2015

    • Author(s)
      沖 宗一郎,河野 慎,山田晋也,金島 岳, 能崎幸雄, 浜屋宏平
    • Organizer
      第39回 日本磁気学会学術講演会
    • Place of Presentation
      名古屋大(愛知県・名古屋市)
    • Year and Date
      2015-09-08
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] MAMR in CoCrPt-based granular films using a linearly polarized microwave field with a width of several tens of nanoseconds2015

    • Author(s)
      Y. Nozaki and S. Kasai
    • Organizer
      The 26th Magnetic Recording Conference, TMRC 2015
    • Place of Presentation
      Mineapollis (USA)
    • Year and Date
      2015-08-17
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Experiment on spin current assisted magnetization reversal using spin pumping effect2015

    • Author(s)
      M. Takahashi and Y. Nozaki
    • Organizer
      20th International Conference on Magnetism, ICM 2015
    • Place of Presentation
      Barcelona (Spain)
    • Year and Date
      2015-07-05
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 単結晶強磁性薄膜の異方性磁化ダンピングに関する研究2015

    • Author(s)
      能崎幸雄, 笠谷雄一, 山田晋也, 浜屋宏平, 伊藤博介, 宮尾正信
    • Organizer
      2015年度九州・山口・沖縄磁気セミナー
    • Place of Presentation
      ​ホテルアイランド壱岐(長崎県・壱岐市)
    • Year and Date
      2015-06-06
    • Related Report
      2015 Annual Research Report

URL: 

Published: 2015-04-16   Modified: 2021-01-27  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi