2023 Fiscal Year Final Research Report
Development of spin-wave resonators by multiple local spin-orbit torque excitations and their application to high-frequency devices
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21K04870
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 29010:Applied physical properties-related
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| Research Institution | National Institute of Technology(KOSEN), Oshima College |
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Principal Investigator |
Koda Tetsunori 大島商船高等専門学校, 電子機械工学科, 教授 (80616079)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
遠藤 恭 東北大学, 工学研究科, 教授 (50335379)
室賀 翔 秋田大学, 理工学研究科, 准教授 (60633378)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | スピン波 / 磁化歳差運動 / スピン軌道トルク / 位相同期 |
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| Outline of Final Research Achievements |
In this study, we aimed to create a spin-wave resonator utilizing the phase-locking phenomenon between spin waves and locally excited magnetization precession motion using the spin-orbit torque at the interface between a nonmagnetic metal and a ferromagnetic thin film caused by applying a DC current to a nonmagnetic metal. The interaction between local precession and spin waves was evaluated by the ST-FMR method, and a guideline for the quantitative evaluation of the interaction was obtained. Furthermore, the current density dependence, which determines the amount of torque applied to the local region, was investigated in detail by numerical simulation, and it was found that the frequency of the precessional motion varies significantly with the current density, indicating that this phenomenon is caused by the twist in the magnetization direction between the local regions.
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| Free Research Field |
磁気物性
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究で得られたスピン波と局所磁化歳差運動間相互作用の評価はそのトルク成分の特徴を捉えられたことはスピン波間相互作用を活用する高周波デバイスの高効率励起を設計する評価方法を付与する重要な成果であるといえる。さらに、数値シミュレーションからは条件によっては磁化が膜厚方向にねじれる現象が生じる可能性があることが示唆され、それに伴い、スピン波の波長が大きく変化することが示唆された。本研究で得られたこれらの成果を活用することで、大きな非線形変化を本系に付与することが可能であり、高周波デバイスのみならず、物理リザバーコンピューティングに代表されるエッジコンピューティングへの応用展開が期待される。
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