2019 Fiscal Year Annual Research Report
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18J22219
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
李 恬 京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2018-04-25 – 2021-03-31
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| Keywords | スピン波 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
スピン波の波としての性質の一つに、屈折が挙げられる。光と同様、スピン波の屈折もスネルの法則で記述されると予想されている。異方性を持つ静磁表面波のスネルの法則は先行研究によって研究されたが、異方的スネルの法則は計算が複雑なため、応用に向けて光と同じ等方的的に伝播するスピン波のスネルの法則が求められる。そこで、本研究ではマイクロマグネティックシミュレーションを用いて、双極子相互作用及び交換相互作用を両方考慮した等方的スピン波のスネルの法則を調査した。シミュレーションではフェリ磁性体イットリウム・鉄・ガーネットのフィルムにアンテナを用いてスピン波を励起した。フィルムにステップを作り、ステップ前後の膜厚が異なるため、スピン波がステップを経過する際異なるメディアに伝播するため、屈折する。スピン波の屈折前後の波長と屈折角を調査した。結果、その屈折が等方的スネルの法則に従うことがわかった。さらに、双極子相互作用のみ考慮した静磁前進波と、双極子相互作用と交換相互作用両方考慮した等方的スピン波（dipole-exchangeスピン波）とでは異なる傾向を見せた。Dipole-exchangeスピン波は光と同様、スピン波の周波数に依存するスネルの法則が適用する。一方、静磁前進波はスピン波の周波数に依存しない、デバイスの形状にのみ依存するスネルの法則に従うことがわかった。この異なる性質を利用したスピン波のロジック回路やレンズなどのデバイスが期待できる。
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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
今年度では新たにマイクロマグネティックシミュレーションを用いて、スピン波の屈折についての研究を始めた。この研究では双極子相互作用及び交換相互作用を両方考慮した等方的スピン波のスネルの法則の調査を目指した。今年度の研究から、等方的に伝播するスピン波の屈折は等方的スネルの法則に従うことがわかった。更に、双極子相互作用のみ考慮した静磁前進波と、双極子相互作用と交換相互作用両方考慮した等方的スピン波（dipole-exchangeスピン波）とでは異なる屈折の性質を持つことがわかった。これらにより、研究がおおむね順調に進展していると判断する。
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| Strategy for Future Research Activity |
今までの研究では、マイクロマグネティックシミュレーションを用いて、等方的に伝播する静磁前進波及び双極子―交換相互作用のスピン波の屈折を調査した。結果、その屈折が等方的スネルの法則に従うことがわかった。今年度では時間分解磁気光学カー効果顕微鏡を利用して、実験的に等方的スピン波のスネルの法則を観測する予定である。更に、スピン波のスネルの法則を利用したスピン波のレンズなどのデバイスを試みる。可能であれば、研究成果を国内、海外で発表予定である。
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