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マグノニクス技術の創成に資するスピン波生成・伝播・位相特性の電界制御

研究課題

研究課題/領域番号 17J08317
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 金属物性・材料
研究機関東京工業大学

研究代表者

宇佐見 喬政  東京工業大学, 物質理工学院, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2019年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2018年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2017年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードスピン波 / 強磁性共鳴 / ギルバートダンピング定数 / 磁気緩和 / マグノニクス
研究実績の概要

磁性体中のスピンの歳差運動が波の形態で伝播するスピン波は消費エネルギーの少ない情報担体として期待されており、マグノニクスと呼ばれる研究分野として研究が進展している。これまでスピン波の制御には通電による手法が用いられていたが、デバイス応用の観点からより消費エネルギーの少ない制御手法の確立が必要である。そこで本研究は、特異な磁気特性を有するFeRh規則合金に着目し、その磁気特性を電界制御することで、低消費電力マグノニクスの基盤技術確立を目指した。令和元年度は、FeRh薄膜に対して強磁性共鳴測定を実施し、有効磁化と磁気緩和の指標であるギルバートダンピング定数の温度依存性の評価を行った。その結果、強磁性ドメイン内の正味の磁化は温度に大きく依存しない一方で、ギルバートダンピング定数は温度増加に伴い減少する傾向が明らかになった。これらの結果に基づいてスピン波の長距離伝播の可能性を評価した。その結果、強磁性状態においてスピン波減衰長が極めて短く、さらに反強磁性ドメインが共存することで強磁性ドメインの磁気緩和が増大し、スピン波の減衰長がさらに短距離化することが明らかになった。従って、長距離スピン波伝播材料としてFeRh合金を利用するためにはスピン波減衰長を長距離化するための方策が必要であることが明らかになった。また本研究の結果は電界により強磁性、反強磁性状態を切り替えることでスピン波伝播特性の制御が可能であることを示唆している。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 5件)

  • [国際共同研究] Helmholtz- Zentrum Dresden-Rossendorf(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Compositional dependence of Gilbert damping constant of epitaxial Fe100-xRhx thin films2019

    • 著者名/発表者名
      T. Usami, M. Itoh, and T. Taniyama
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett.

      巻: 115 号: 14 ページ: 142403-142403

    • DOI

      10.1063/1.5120597

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] FeRh規則合金薄膜のダンピング定数と有効磁化の温度依存性2020

    • 著者名/発表者名
      宇佐見 喬政, 伊藤 満, 谷山 智康
    • 学会等名
      日本物理学会第75回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Low Gilbert damping in ordered Fe1-xRhx thin films2019

    • 著者名/発表者名
      T. Usami, M. Itoh, and T. Taniyama
    • 学会等名
      Joint European Magnetic Symposia (JEMS 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Modification of the phase transition of FeRh thin films induced by capping of heavy metals2019

    • 著者名/発表者名
      T. Usami, T. Noda, M. Itoh, T. Taniyama
    • 学会等名
      Joint European Magnetic Symposia (JEMS 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 宇佐見 喬政, 伊藤 満, 谷山 智康2019

    • 著者名/発表者名
      Fe1-xRhx規則合金におけるダンピング定数の温度依存性
    • 学会等名
      日本物理学会2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Fe1-xRhx規則合金薄膜におけるダンピング定数評価2019

    • 著者名/発表者名
      宇佐見 喬政, 伊藤 満, 谷山 智康
    • 学会等名
      2019年応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Compositional Dependence of Gilbert Damping in FexRh1-x Thin Films2019

    • 著者名/発表者名
      T. Usami, M. Itoh, and T. Taniyama
    • 学会等名
      2019 Joint MMM-Intermag
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Gilbert Damping in FexRh1-x Thin Films2019

    • 著者名/発表者名
      Takamasa Usami, Mitsuru Itoh, and Tomoyasu Taniyama
    • 学会等名
      International School on Spintronics and Korea-Japan Spintronics Workshop
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] FexRh1-x合金薄膜におけるダンピング定数の組成依存性2018

    • 著者名/発表者名
      宇佐見 喬政, 伊藤 満, 谷山 智康
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 反強磁性/強磁性界面を有する細線における強磁性共鳴2018

    • 著者名/発表者名
      宇佐見 喬政, Rantej Bali, Jrgen Lindner, 伊藤 満, 谷山 智康
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] FMR Linewidth Variation with Distance from Lateral Antiferromagnet / Ferromagnet Interfaces2018

    • 著者名/発表者名
      Takamasa Usami, Rantej Bali, Jurgen Lindner, Mitsuru Itoh, and Tomoyasu Taniyama
    • 学会等名
      Magnetic and Optics Research International Symposium (MORIS 2018)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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