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2022 Fiscal Year Annual Research Report

反強磁性体薄膜における逆磁歪現象の探索

Research Project

Project/Area Number 20J20952
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

松本 啓岐  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2020-04-24 – 2023-03-31
Keywords磁気弾性効果 / 人工反強磁性体 / 表面弾性波
Outline of Annual Research Achievements

強誘電体基板上にくし型電極を作製した表面弾性波デバイスの遅延線上にコバルト鉄ホウ素とルテニウムから成る人工反強磁性体を作製し、数ギガヘルツオーダーの表面弾性波の透過率測定を行った。その結果、スピン波の励起に伴う鋭い吸収ピークが観測され、さらに表面弾性波の伝搬方向によって吸収ピークの深さや位置、半値幅が変化することが分かった。これは人工反強磁性体のスピン波が持つ非相反性が磁気弾性結合を介して表面弾性波の非相反伝搬として現れたことを示している。ルテニウム膜厚が異なる試料を複数作製することで、反強磁性結合が強くなるにしたがって非相反性が顕著に現れることが分かった。この実験結果はランダウ-リフシッツ-ギルバート方程式に基づく数値計算によってよく再現されることが明らかになった。
また、くし型電極の外側に反射器を取り付けた表面弾性波共振器を作製し、導波路上に同様の膜構造から成る人工反強磁性体を製膜して表面弾性波の透過スペクトル測定を行った。その結果、スピン波の共鳴周波数が表面弾性波に一致する磁場が印加された状況下において、表面弾性波スペクトルの中心周波数及び線幅が顕著に変化することが分かった。磁気弾性結合の影響を考慮した表面弾性波の運動方程式とランダウ-リフシッツ-ギルバート方程式を考えることで、この実験結果を説明し、実験結果から人工反強磁性体におけるフォノン-マグノン結合の大きさを定量的に算出することができた。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (14 results)

All 2023 2022

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Large surface acoustic wave nonreciprocity in synthetic antiferromagnets2022

    • Author(s)
      Matsumoto Hiroki、Kawada Takuya、Ishibashi Mio、Kawaguchi Masashi、Hayashi Masamitsu
    • Journal Title

      Applied Physics Express

      Volume: 15 Pages: 063003~063003

    • DOI

      10.35848/1882-0786/ac6da1

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Theoretical investigation of cavity magnomechanics with a synthetic antiferromagnet2023

    • Author(s)
      M. Asano, H. Matsumoto, M. Hayashi, and D. Hatanaka
    • Organizer
      第 70 回応用物理学会春季学術講演会
  • [Presentation] Phonon-magnon coupling in a synthetic antiferromagnet integrated into a surface acoustic wave cavity2023

    • Author(s)
      H. Matsumoto, D. Hatanaka, M. Asano, T. Kawada, M. Kawaguchi, and M. Hayashi
    • Organizer
      第70回応用物理学会春季学術講演会
  • [Presentation] [The 53rd Young Scientist Presentation Award Speech] The origin of the acoustic spin Hall effect2023

    • Author(s)
      T. Kawada, H. Matsumoto, M. Kawaguchi, H. Kohno, and M. Hayashi
    • Organizer
      第 70 回応用物理学会春季学術講演会
    • Invited
  • [Presentation] 強磁性単層膜における一方向性プレナーホール起電力2023

    • Author(s)
      川田拓弥、松本啓岐、河口真志、林将光
    • Organizer
      日本物理学会2023年春季大会
  • [Presentation] Detection of acoustically driven spin wave resonance by DC measurement2022

    • Author(s)
      H. Matsumoto, T. Kawada, M. Kawaguchi, and M. Hayashi
    • Organizer
      24th International Colloquium on Magnetic Films and Surfaces
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Nonreciprocal propagation of surface acoustic waves in a CoFeB/Ru/CoFeB trilayer synthetic antiferromagenet2022

    • Author(s)
      H. Matsumoto, T. Kawada, M. Ishibashi, M. Kawaguchi, and M. Hayashi
    • Organizer
      The 12th Joint European Magnetic Symposia 2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 人工反強磁性三層構造における表面弾性波の非相反伝搬2022

    • Author(s)
      松本啓岐、川田拓弥、石橋未央、河口真志、林将光
    • Organizer
      日本磁気学会第46回学術講演会
  • [Presentation] 人工反強磁性体におけるフォノンーマグノン結合2022

    • Author(s)
      松本啓岐、川田拓弥、河口真志、浅野元紀、畑中大樹、林将光
    • Organizer
      日本物理学会2022年秋季大会
  • [Presentation] 音響電流によるフォノニック結晶中のフォノン伝導測定2022

    • Author(s)
      松本啓岐、川田拓弥、河口真志、林将光
    • Organizer
      日本物理学会2022年秋季大会
  • [Presentation] Magnetoacoustic resonance in RE-TM ferrimagnets2022

    • Author(s)
      H. Matsumoto, K. Yakushiji, T. Kawada, M. Kawaguchi, and M. Hayashi
    • Organizer
      第 83 回応用物理学会秋季学術講演会
  • [Presentation] Acoustic spin Hall effect in heavy metal/ferrimagnetic metal bilayers2022

    • Author(s)
      T. Kawada, H. Matsumoto, M. Kawaguchi, K. Yakushiji, H. Kohno, and M. Hayashi
    • Organizer
      第 83 回応用物理学会秋季学術講演会
  • [Presentation] Spin-torque FMR induced by acoustic spin Hall effect2022

    • Author(s)
      T. Kawada, H. Matsumoto, M. Kawaguchi, and M. Hayashi
    • Organizer
      第 83 回応用物理学会秋季学術講演会
  • [Presentation] Cavity magnetomechanics of surface acoustic waves with a synthetic antiferromagnet2022

    • Author(s)
      H. Matsumoto, D. Hatanaka, M. Asano, T. Kawada, M. Kawaguchi, and M. Hayashi
    • Organizer
      2nd International Symposium on Trans-scale Quantum Science
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2023-12-25  

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