2023 Fiscal Year Annual Research Report
Magnetization dynamics in synthetic antiferromagnets for memory application
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22KF0030
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
水上 成美 東北大学, 材料科学高等研究所, 教授 (00339269)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
SUD AAKANKSHA 東北大学, 材料科学高等研究所, 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2023-03-08 – 2024-03-31
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| Keywords | 積層反強磁性体 / 磁化ダイナミクス / 非線形ダイナミクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度には、積層反強磁性体を作製し、強磁性（音響）モードや反強磁性（光学）モードといった積層反強磁性体に固有の高速磁化ダイナミクスを評価した。スピン流の手法でそれらの線形モードダイナミクスに加えて、非線形領域のダイナミクスを観測できることも示した。その際、それら2つのモードが混成する特異な非線形ダイナミクスを観測することに成功した。本年度はこの成果をもとにさらに研究を継続した。モード混成ダイナミクスは反強磁性モードの固有周波数が強磁性モードの固有周波数の２倍のところで発生することが多くの実験から明らかとなった。またいくつかのサンプルにおける系統的な実験から、モード混成は強磁性モードの振幅とともに増大することも定量的に明らかとなった。解析モデルを構築し物理的な考察を進めたところ、観測された現象は、強磁性モードを固有状態とする二つのマグノンが混合し反強磁性モードを固有状態とする一つのマグノンになる、いわゆる3マグノン効果がコヒレントに生じることで発生する新しい物理現象であることが明らかとなった。積層反強磁性体では、強磁性モードと反強磁性モードに非常に強い非線形相互作用があることが明らかとなり、その強い相互作用によって比較的容易に非線形現象が発生することが理論的に示唆された。この現象はいわゆるキャビティフォトニクスでも議論されている第二次高調波発生といった現象と本質的に類似の現象であることも明らかとなった。積層反強磁性体をメモリ等に応用する際にも発現しうる効果であり、重要な知見が本研究によって得られた。実験ならびに理論モデルを併せて論文を準備中であり、まもなく投稿の予定である。
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[Presentation] Magnon-magnon coupling in synthetic ferrimagnets2023
Author(s)
A.Sud, K. Yamamoto, K. Suzuki, S. Mizukami, H. Kurebayashi
Organizer
The 7th Symposium for the Core Research Clusters for Materials Science and Spintronics and the 6th Symposium on International Joint Graduate Program in Materials Science and Spintronics (Tohoku Univ.)
Int'l Joint Research
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