New diode effect mechanism by a magnetic anisotropy torque

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K15435
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 29010:Applied physical properties-related
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: Goto Minori 大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (80755679)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: スピントロニクス / 磁性体 / 熱 / マイクロ波 / ダイオード / ボロメータ / スピントルク自励発振 / 磁気異方性制御

Outline of Final Research Achievements

In this study, we have obtained the diode sensitivity of 4.40 x 10^6 V/W which is a bolometer level thanks to the heat controlled magnetic anisotropy and spin-torque auto oscillation. This diode sensitivity is the world's best in the sub-GHz frequency region. The magnitude of the heat controlled magnetic anisotropy in this study is approximately 2.7 μJ/Wm which is three times higher than the previous result. This result was published by the journal "Nature Communications" as a first author. This paper was published by "Nikkan Kogyo Shinbun", "Denpa Shinbun", and think piece of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers.

Free Research Field

スピントロニクス

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究の学術的意義は、磁性体中の熱がマイクロ波周波数帯のスピン素子の制御に有効であることを示したことである。磁性体は次世代メモリ・ロジック・マイクロ波通信素子・人工知能素子として期待されており、磁性体中の熱の利用はそれらに対する有効な制御手法であることが分かった。また、本研究は通信で用いられるサブギガヘルツ帯の周波数帯のマイクロ波検出技術に応用できる。そのため、今後発展が予想されるIoT素子の受信素子となることが期待される。