2017 Fiscal Year Research-status Report
履歴記憶素子に向けた酸化物クラスタースピングラスのスピン波研究
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16K21001
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
山原 弘靖 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (30725271)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | スピングラス / クラスターグラス / スピン波 / 希土類鉄ガーネット |
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| Outline of Annual Research Achievements |
スピン波検出を目的としたクラスタースピングラスとして作製したLu3Fe5-xCoxSixO12（LFCS）薄膜について、これまでにスピングラス挙動（直流磁化率温度依存性における磁場中冷却-零磁場冷却の分岐、交流磁化率温度依存性におけるカスプの周波数依存性、熱緩和を記憶するメモリ効果）を確認している。さらにスピン波特性についてはダンピング定数のCo,Si置換量依存性、温度依存性、そして逆スピンホール効果の計測を実施している。LFCSのスピングラス挙動及びスピン波特性の温度依存性という基本的な知見を得たことで、「熱」という外場に対する磁気状態制御と逆スピンホール電圧による信号検出により、シナプス結合強度の持続的増加現象である長期増強を模倣することに成功している。一方、Co,Si置換量の増加に伴い、スピングラス特性は発現するが、スピンダンピング定数の増加は避けられず、化学組成の制御だけではスピングラス特性とスピン波伝搬の両立に課題が残る。そこで、結晶学的構造制御による改善を進めている。これまでは化学種のランダム分布によってスピングラスにおける重要な無秩序性を実現していたが、超格子構造の作製によって秩序度を制御する試みを実施している。パルスレーザー堆積法を用いたガーネット構造における人工超格子の作製に成功しており、堆積順による対称性に応じて一軸性磁気異方性（Ku）及びスピンダンピング定数の方位依存性が変化することがわかっている。超格子による秩序度制御によってスピングラス特性とスピン波伝搬を両立することが期待される。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
パルスレーザー堆積法によってLu3Fe5-xCoxSixO12薄膜を作製し、そのクラスターグラス特性およびスピン波特性については、超伝導量子干渉計および強磁性共鳴による磁気測定の結果、十分な理解が進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究の目的の一つであるLu3Fe5-xCoxSixO12薄膜のクラスターグラス特性およびスピン波特性については基本的な特性は理解が進み、研究成果として投稿準備を進めている。一方、化学組成の制御だけではスピングラス特性とスピン波伝搬の両立に課題が残っており、構造制御による秩序度制御によって改善を進めている。
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| Causes of Carryover |
初年度の繰越金が次年度使用額として残っている。当初の予定通り、消耗品費は「試料原料及び単結晶基板」、旅費は「国内及び海外における研究成果発表」、その他は「学会及び論文投稿料、共同利用装置使用料」を予定している。
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