2018 Fiscal Year Research-status Report
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17K18750
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| Research Institution | NTT Basic Research Laboratories |
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Principal Investigator |
橋坂 昌幸 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 量子電子物性研究部, 主任研究員 (80550649)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2020-03-31
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| Keywords | スピンエレクトロニクス / 反強磁性体 / 磁気共鳴 / テラヘルツ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
物質のスピン物性を介して電気伝導現象を制御する「スピントロニクス」が活発に研究されている。従来のスピントロニクスは強磁性体を中心に研究されてきたが、最近、反強磁性体のスピンダイナミクスが注目されている。反強磁性体はテラヘルツ帯に共鳴周波数を持つことから、超高速情報処理技術への応用が期待できる。本課題「金属反強磁性体のテラヘルツ磁気共鳴評価手法」では、半導体光伝導スイッチを用いたオンチップのテラヘルツ磁場照射方法を、磁気共鳴の電気的検出手法と組み合わせる新しいアイデアによって、反強磁性共鳴スペクトルの観測を目指すものである。この手法は、従来のTHz電磁波の吸収測定が適用できない金属反強磁性体にも適用可能であり、スピントロニクス研究の新たな展開を拓く基礎技術となる可能性がある。
平成30年度は、オンチップ・テラヘルツ磁気共鳴測定システムの立ち上げを行った。これは平成29年度に着想を得た２つのTHz信号発生源を組み合わせた手法を実現するためのシステムである。平成29年度の段階ではオンチップ磁場発生装置が完成していたが、これに磁気共鳴測定用の装置を組み合わせることで、システム全体が立ち上がった。この装置は、本提案の計画段階で提案した１つの信号源による磁気共鳴観測手法にも適用できる。従って、平成30年度の取り組みによって、当初計画していた内容よりも汎用性の高い装置が完成したと言える。
また、プロトタイプ試料として低温成長GaAs上にオンチップ・テラヘルツ伝送を観測するための伝送線路を作製した。この試料を用いて測定システムのテストを行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
平成２９年度に人事異動に伴う研究環境の変化があり、その際に発生した研究の遅れが継続している。当初の計画では、平成３０年度にテラヘルツ磁気共鳴の観測に取り組む予定であったが、測定システムの立ち上げに手間取ったため、現状では磁気共鳴の観察には至っていない。試料および測定系が完成したことから、研究を加速させて遅れを取り戻す目途は立っている。
一方で測定システムに限っては、平成２９年度に得た当初予定にはなかった新しいアイデアによる手法が完成し、順調な進捗が得られている。このことを利用して進捗の遅れを取り戻し、当初の計画以上の進展を達成したい。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成３１年度は、これまでに完成した測定システムを用いて磁気共鳴観測実験を開始する。進捗の遅れを取り戻すため、GHz～THz帯域で共鳴周波数を持つと予想される様々な材料について、並行して測定を進める。特に注目する材料として、パーマロイなどの既に磁気共鳴特性がよく知られた強磁性体、フェリ磁性体であるガーネットフェライト、および反強磁性体であるNiOとホイスラー合金を検討する。良好な実験結果が得られたものをピックアップして、実験結果をまとめるプロセスをスピードアップする。最終的に金属反強磁性体（ホイスラー合金等）のTHｚ磁気共鳴の観測を達成することを目標とする。
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