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界面スピン制御によるナノマグノニクス

研究課題

研究課題/領域番号 16H02098
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 応用物性
研究機関横浜国立大学 (2018)
慶應義塾大学 (2016-2017)

研究代表者

関口 康爾  横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (00525579)

研究分担者 千葉 大地  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (10505241)
立崎 武弘  東海大学, 工学部, 講師 (20632590)
研究協力者 リー キュンジン  
シュルツハイス ヘルムート  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
43,290千円 (直接経費: 33,300千円、間接経費: 9,990千円)
2018年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2017年度: 13,780千円 (直接経費: 10,600千円、間接経費: 3,180千円)
2016年度: 26,260千円 (直接経費: 20,200千円、間接経費: 6,060千円)
キーワードスピントロニクス / マグノン / スピン波 / マグノニクス / 論理演算 / スピン流 / 物性実験 / 先端機能デバイス
研究成果の概要

本研究によってナノ・マイクロスケールで加工した試料においてマグノン伝搬に対するエッジ効果を明瞭にとらえることができた。このエッジ効果によって、外部磁場を必要とせずに論理NAND, NOR, PASS, NOT, OR, AND, XORを提案する大きな成果を挙げ、界面・エッジでのマグノン挙動を利用した初めての実績を挙げることができた。基礎学理の研究という観点では、ブリルアン散乱分光装置によって超薄膜Coにおけるマグノン分散関係の検出に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

エッジ効果・界面効果を活用することでマグノン論理演算素子のプロトタイプとして、論理NAND, NOR, PASS, NOT, OR, AND, XORをたった3つの構成要素で実現できることを示し、多入力多出力素子を作製した結果、単一素子でNANDが組めるなどマグノン演算の有用性を証明することができた。従来の電子演算器にはない利点であり、集積化構造の大幅な簡略化につながる成果である。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (12件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 5件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 6件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 8件、 招待講演 7件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] NIST/MIT(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] コリア大学(韓国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] モスクワ州立大(ロシア連邦)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] ヘルムホルツ研究所/カイザースラウテルン大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] ヘルムホルツ研究所/カイザースラウテルン大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] コリア大学(韓国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] NIST/マサチューセッツ工科大学(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] モスクワ州立大学(ロシア連邦)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] ヘルムホルツ研究所(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] コリア大学(韓国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] マサチューセッツ工科大学(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] モスクワ州立大学(ロシア連邦)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Time-domain propagating spin-wave spectroscopy for forward spin waves in a ferromagnetic metal2018

    • 著者名/発表者名
      Sekiguchi Koji、Chiba Daichi、Tachizaki Takehiro
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 57 号: 9 ページ: 0902B4-0902B4

    • DOI

      10.7567/jjap.57.0902b4

    • NAID

      210000149595

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The Basis of Magnon Transistors2018

    • 著者名/発表者名
      K. Sekiguchi
    • 雑誌名

      AAPPS Bulletin

      巻: 28 ページ: 2-6

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Generation of broadband near-field optical spots using a thin-film silicon waveguide with gradually changing thickness2018

    • 著者名/発表者名
      Zhang Kaifeng、Taniguchi Shin-ichi、Tachizaki Takehiro
    • 雑誌名

      Optics Letters

      巻: 43 号: 24 ページ: 5937-5937

    • DOI

      10.1364/ol.43.005937

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nanometer-precise optical length measurement using near-field scanning optical microscopy with sharpened single carbon nanotube probe2018

    • 著者名/発表者名
      Tachizaki Takehiro、Nakata Toshihiko、Zhang Kaifeng、Yamakawa Ichiro、Taniguchi Shin-ichi
    • 雑誌名

      Ultramicroscopy

      巻: 186 ページ: 18-22

    • DOI

      10.1016/j.ultramic.2017.12.006

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin-wave propagation in cubic anisotropic materials2017

    • 著者名/発表者名
      Sekiguchi Koji、Lee Seo-Won、Sukegawa Hiroaki、Sato Nana、Oh Se-Hyeok、McMichael Robert D、Lee Kyung-Jin
    • 雑誌名

      NPG Asia Materials

      巻: 9 号: 6 ページ: e392-e392

    • DOI

      10.1038/am.2017.87

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The role of Snell's law for a magnonic majority gate2017

    • 著者名/発表者名
      Naoki Kanazawa, Taichi Goto, Koji Sekiguchi, Alexander B. Granovsky, Caroline A. Ross, Hiroyuki Takagi, Yuichi Nakamura, Hironaga Uchida and Mitsuteru Inoue
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7, 7898 号: 1 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1038/s41598-017-08114-7

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Current-induced modulation of backward spin-waves in metallic microstructures2017

    • 著者名/発表者名
      N. Sato, S.J. Lee, S.W.Lee, K.J. Lee, and K. Sekiguchi
    • 雑誌名

      Journal of Physics D: Applied Physics

      巻: 50 号: 9 ページ: 094004-094004

    • DOI

      10.1088/1361-6463/aa59d2

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Demonstration of a robust magnonic spin wave interferometer2016

    • 著者名/発表者名
      N. Kanazawa, T. Goto, K. Sekiguchi, A.B.Granovsky, C.A. Ross, H. Takagi, and Y. Nakamura, M. Inoue
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 6 号: 1 ページ: 30268-30268

    • DOI

      10.1038/srep30268

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Spin wave absorber generated by artificial surface anisotropy for spin wave device network2016

    • 著者名/発表者名
      N. Kanazawa, T. Goto, K. Sekiguchi, A. B. Granovsky, C. A. Ross, H. Takagi, Y. Nakamura, and M. Inoue
    • 雑誌名

      AIP advance

      巻: 6 号: 9 ページ: 095204-095204

    • DOI

      10.1063/1.4962664

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Generation of fast propagating spin-wave for magnonic logic functions2018

    • 著者名/発表者名
      K. Sekiguchi
    • 学会等名
      Collaborative Conference on Materials Research (CCMR) 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Edge-mode Spin-wave Nonreciprocity for Magnonic Logic Functions2018

    • 著者名/発表者名
      K. Sekiguchi
    • 学会等名
      5th International Conference of Asian Union of Magnetics Societies (IcAUMS 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Yttrium iron garnet waveguide for forward volume spin wave interference2018

    • 著者名/発表者名
      Taichi Goto, Takuya Yoshimoto, C. A. Ross, Koji Sekiguchi, Alexander Granovsky, Yuichi Nakamura, Hironaga Uchida, Mitsuteru Inoue
    • 学会等名
      MRS Fall Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] イットリウム鉄ガーネットを用いたΨ型干渉器によるス ピン波多数決回路2017

    • 著者名/発表者名
      金澤直樹、後藤太一、高木宏幸、中村雄一、ロスキャロライン、グラノフスキーアレクサンダー、関口康爾、内田裕久、井上光輝
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春期学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2017-03-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Three-port spin wave waveguide comprising 50 nm YIG2017

    • 著者名/発表者名
      T. Yoshimoto, T. Goto, K. Shimada, K. Sekiguchi, C.A. Ross, A. B. Granovsky, H. Takagi, Y. Nakamura, H.Uchida, and M. Inoue
    • 学会等名
      Magnonics 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spin wave logic element using four-port YIG using absorbers2017

    • 著者名/発表者名
      T. Goto, K. Sekiguchi, C. A. Ross, A. B. Granovsky, H. Takagi, Y. Nakamura, H. Uchida, and M. Inoue
    • 学会等名
      Magnonics 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Logic gates using forward volume spin waves based on yttrium iron garnets2017

    • 著者名/発表者名
      Goto T., Sekiguchi K., Ross C.A., Granovsky A.B., Takagi H., Nakamura Y., Uchida H., Inoue M.
    • 学会等名
      Moscow International Symposium on Magnetism MISM-2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] FORWARD VOLUME SPIN WAVES PROPAGATING IN THIN YIG FILMS2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshimoto T., Goto T., Shimada K., Sekiguchi K., Ross C.A., Takagi H., Nakamura Y., Uchida H., Inoue M
    • 学会等名
      Moscow International Symposium on Magnetism MISM-2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fundamentals of spin-wave based logic functions2017

    • 著者名/発表者名
      K. Sekiguchi
    • 学会等名
      2017 Japan-Korea spintronics workshop
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Nano-magnonics in cooperation of spin current2017

    • 著者名/発表者名
      K. Sekiguchi
    • 学会等名
      CCMR2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 前進体積波モードのスピン波を用いた位相干渉演算器の開発(IV)2017

    • 著者名/発表者名
      後藤太一,関口康爾, グラノフスキーアレクサンダー, ロスキャロライン, 高木宏幸,中村雄一,内田裕久,井上光輝
    • 学会等名
      マグネティックス研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] イットリウム鉄ガーネットを用いたΨ型スピン波位相干渉器の作製2016

    • 著者名/発表者名
      金澤直樹、後藤太一、高木宏幸、中村雄一、ロスキャロライン、グラノフスキーアレクサンダー、関口康爾、内田裕久、井上光輝
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋期学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟県・新潟市)
    • 年月日
      2016-09-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ナノマグノニクス"micro-BLS分光が拓く磁性体の新しい可能性"2016

    • 著者名/発表者名
      関口康爾
    • 学会等名
      誘電体・磁性体若手夏の学校
    • 発表場所
      ルーセントタカミヤ(山形県・山形市)
    • 年月日
      2016-08-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] マグノントランジスタに新展開 -スピン波素子の高効率化と集積化を可能にし、実用化に道筋-

    • URL

      https://www.keio.ac.jp/ja/press-releases/2017/6/30/28-21758/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 磁気の性質を使って論理演算を実現 ~電流を流さない新しいコンピューターが期待~

    • URL

      http://www.jst.go.jp/pr/announce/20170811/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2022-10-07  

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