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フェーズドアレイ型マグノンビーム

研究課題

研究課題/領域番号 16K13670
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
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
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワードスピントロニクス / スピン波 / マグノン / スピン流 / マグノニクス / スピントルク発信器
研究成果の概要

フェーズドアレイ動作に不可欠な等方的なスピン波伝搬を確認するために、超高真空スパッタ装置を使用して面内磁化膜を含む金属多層膜試料を作製した。金属材料でも等方的伝搬を確保できることをあきらかにした。また磁性絶縁体ガーネットでは、フェーズドアレイ動作を模した多入力スピン波実験を実証した。波面を可視化するため、単結晶鉄を用いてスピン波の波面を調べ、エッジ効果によって波面が変調を受けることが明らかになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により、金属材料でも等方的伝搬を確保できることが分かり、ピラー構造だけでなく試料境界を利用した波面制御ができることが分かった。これらとガーネットにおける多入力(多ピラー状態)スピン波励起を模した実験の研究結果は、将来的に、CMOS回路とは異なり、単一素子でNAND回路を実現する可能性を示している。今後、省エネルギーデバイスを目指す基礎基盤成果である。

報告書

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

    (34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 (7件) (うち国際共著 5件、 査読あり 6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 実施状況報告書
  • [国際共同研究] コリア大学(韓国)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [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 実施状況報告書
  • [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 実施状況報告書
  • [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 実施状況報告書
  • [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 実施状況報告書
  • [国際共同研究] コリア大学(韓国)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [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 実施状況報告書
  • [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] 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 実施状況報告書
    • 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 実施状況報告書
    • 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 ページ: 94004-94004

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 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 実施状況報告書
    • 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 実施状況報告書
    • 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回応用物理学会春季学術講演会
    • 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 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [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 実施状況報告書
    • 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 実施状況報告書
    • 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 実施状況報告書
  • [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 実施状況報告書
    • 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 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [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 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [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 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [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回応用物理学会秋季学術講演会
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] ナノマグノニクス”micro-BLS分光が拓く磁性体の当たらし可能性”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 実施状況報告書
    • 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 実施状況報告書
  • [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 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2022-02-22  

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