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超短パルス光励起スピン流による電流レス磁化反転

研究課題

研究課題/領域番号 17K18878
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 電気電子工学およびその関連分野
研究機関名古屋大学

研究代表者

加藤 剛志  名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (50303665)

研究分担者 岩田 聡  名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 教授 (60151742)
大島 大輝  名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 特任助教 (60736528)
研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2018年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2017年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
キーワード電子・電気材料
研究成果の概要

本研究では超短パルス光によるスピン流生成と磁化反転を観測するために以下の2つの実験:1) 3d遷移金属(Fe)を用いたAu層へのスピン流注入,2) RE-TMであるGdFeCoにスピン流を流入した際の磁化反転を行った.Fe / Au系のダンピング定数のFe層厚依存性からAuがスピン流伝送層として有用であることを確認した.また,GdFeCoへスピン流を注入した際に磁化が感じる等価磁場はGdFeCoの補償組成付近で大きくなること,スピン流はFeCoにトルクを及ぼす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

本研究は超短パルス光誘起スピン流による磁化反転に挑戦するものであり,これまで電流のみで可能であったスピン流磁化反転が光を用いても可能であることを示す萌芽的な研究である.今回,Auという材料がスピン流伝送に有用な材料であること,希土類-遷移金属合金であるGdFeCoでは補償組成付近でスピン流による磁化反転が容易に行えることが分かった.今後,これらを組み合わせ,ポンプ光照射によるGdFeCo膜のスピン流磁化反転が可能となると考えられる.

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 10件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Ion Irradiation for Planar Patterning of Magnetic Materials2019

    • 著者名/発表者名
      Kato Takeshi、Oshima Daiki、Iwata Satoshi
    • 雑誌名

      Crystals

      巻: 9 号: 1 ページ: 27-27

    • DOI

      10.3390/cryst9010027

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin transfer torque switching of Co/Pd multilayers and Gilbert damping of Co-based multilayers2018

    • 著者名/発表者名
      Kimura Takumi、Dong Xiayin、Adachi Kanta、Oshima Daiki、Kato Takeshi、Sonobe Yoshiaki、Okamoto Satoshi、Kikuchi Nobuaki、Kawato Yoshiaki、Kitakami Osamu、Iwata Satoshi
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 57 号: 9S2 ページ: 09TD01-09TD01

    • DOI

      10.7567/jjap.57.09td01

    • NAID

      210000149672

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Femtosecond resonant magneto-optical Kerr effect measurement on an ultrathin magnetic film in a soft X-ray free electron laser2018

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Shingo、Kubota Yuya、Yamamoto Kohei、Takahashi Yoshinobu、Maruyama Kohei、Suzuki Yuta、Hobara Rei、Fujisawa Masami、Oshima Daiki、Owada Shigeki、Togashi Tadashi、Tono Kensuke、Yabashi Makina、Hirata Yasuyuki、Yamamoto Susumu、Kotsugi Masato、Wadati Hiroki、Kato Takeshi、Iwata Satoshi、Shin Shik、Matsuda Iwao
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 57 号: 9S2 ページ: 09TD02-09TD02

    • DOI

      10.7567/jjap.57.09td02

    • NAID

      210000149673

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Time domain magnetization dynamics study to estimate interlayer exchange coupling constant in Nd-Fe-B/Ni80Fe20 films2018

    • 著者名/発表者名
      R. Mandal, D. Ogawa, Y. Tamazawa, K. Ishioka, T. Shima, T. Kato, S. Iwata, Y.K. Takahashi, S. Hirosawa and K. Hono
    • 雑誌名

      J. Magn. Magn. Mater

      巻: 468 ページ: 273-278

    • DOI

      10.1016/j.jmmm.2018.08.010

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Variation of Magnetization Dynamics of Co/Ni Multilayer by Capturing Magnetic Nanoparticles2018

    • 著者名/発表者名
      Otaki Y.、Kato T.、Okamoto S.、Kikuchi N.、Oshima D.、Iwata S.、Kitakami O.
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Magnetics

      巻: 54 号: 11 ページ: 1-4

    • DOI

      10.1109/tmag.2018.2832660

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Switching Field Distribution of MnGa Bit Patterned Film Fabricated by Ion Beam Irradiation2018

    • 著者名/発表者名
      D. Oshima, T. Kato, S. Iwata
    • 雑誌名

      IEEE Trans. Magn.

      巻: 54 号: 2 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1109/tmag.2017.2733765

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin transfer torque switching in exchangecoupled amorphous GdFeCo/TbFe bilayers for thermally assisted MRAM application2017

    • 著者名/発表者名
      B. Dai, Y. Guo, J. Zhu, T. Kato, S. Iwata, S. Tsunashima, L. Yang, J. Han
    • 雑誌名

      J. Phys. D: Appl. Phys.

      巻: 50 号: 13 ページ: 135005-135005

    • DOI

      10.1088/1361-6463/aa5bca

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] MnGa (001) textured film fabricated on Si substrate for application to ion beam bit patterned media2019

    • 著者名/発表者名
      T. Ishikawa, Y. Miwa, D. Oshima, T. Kato, S. Iwata
    • 学会等名
      2019 Joint MMM-Intermag Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ion beam patterning of ultrathin L10-MnGa (001) film grown on CoGa buffer layer2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Horie, D. Oshima, T. Kato, S. Iwata
    • 学会等名
      IEEE International Magnetics Conference 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Detection of magnetic nanoparticles by variation of magnetization dynamics of Co/Ni multilayer2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Otaki, T. Kato, S. Okamoto, N. Kikuchi, D. Oshima, S. Iwata, O. Kitakami
    • 学会等名
      IEEE International Magnetics Conference 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Planar bit patterned MnGa films fabricated by ion irradiation (Invited)2018

    • 著者名/発表者名
      T. Kato, D. Oshima, S. Iwata
    • 学会等名
      5th International Conference of Asian Union of Magnetics Societies
    • 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] Modification of magnetization dynamics of perpendicular magnetized Co/Ni multilayer by adsorption of magnetic nano-particles2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Otaki, T. Kato, S. Okamoto, N. Kikuchi, D. Oshima, S. Iwata, O. Kitakami
    • 学会等名
      11th International Conference of Electrical, Transport, and Optical Properties of Inhomogeneous Media
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ion implantation for planar nano-pattering of magnetic materials (Invited)2018

    • 著者名/発表者名
      T. Kato
    • 学会等名
      11th International Conference of Electrical, Transport, and Optical Properties of Inhomogeneous Media
    • 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] ビットパターン媒体に用いるSi基板上MnGa (001)配向膜の作製2018

    • 著者名/発表者名
      三輪佳嗣,石川徹,大島大輝,加藤剛志,岩田聡
    • 学会等名
      第42回日本磁気学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 銀/ビスマス界面を伴うパーマロイ薄膜の磁化ダイナミクス2018

    • 著者名/発表者名
      冨田知志,妹尾駿一,加藤剛志,大島大輝,岩田聡,細糸信好,柳久雄
    • 学会等名
      第42回日本磁気学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] CoGa下地層を用いた極薄L10-MnGa膜の磁気パターニング2018

    • 著者名/発表者名
      堀江祐貴,三輪佳嗣,大島大輝,加藤剛志,岩田聡
    • 学会等名
      第42回日本磁気学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Co/Pd多層膜のスピン注入磁化反転臨界電流の層厚比依存性2018

    • 著者名/発表者名
      趙望臻,木村匠,大島大輝,加藤剛志,園部義明,川戸良昭,岩田聡
    • 学会等名
      第42回日本磁気学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Rashba界面を有する強磁性多層膜のダンピング定数2018

    • 著者名/発表者名
      妹尾駿一,冨田知志,加藤剛志,大島大輝,岩田聡,細糸信好,柳久雄
    • 学会等名
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Si基板上へのMnGa(001)配向膜の作成とイオン照射によるパターニング2018

    • 著者名/発表者名
      三輪佳嗣,石川徹,大島大輝,加藤剛志,岩田聡
    • 学会等名
      電気学会マグネティックス研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] MgO/Fe/Pt積層膜におけるGilbertダンピング定数α2018

    • 著者名/発表者名
      石井克弥,大島大輝,加藤剛志,岩田聡
    • 学会等名
      第6回応用物理学会SC東海地区学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] イオン照射による磁気ナノ構造の作製(招待講演)2018

    • 著者名/発表者名
      加藤剛志
    • 学会等名
      第70回日本磁気学会スピンエレクトロニクス専門研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Compositional dependence of spin orbit torques in ferrimagnetic GdFeCo / Ta bilayers2018

    • 著者名/発表者名
      K. Kawakami, D. Oshima, T. Kato, S. Iwata
    • 学会等名
      Magnetics and Optics Research International Symposium 2018
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spin transfer torque switching of Co/Pd-based multilayers with low Curie temperature2018

    • 著者名/発表者名
      T. Kimura, X. Dong, D. Oshima, T. Kato, Y. Sonobe, Y. Kawato, S. Iwata
    • 学会等名
      Magnetics and Optics Research International Symposium 2018
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] アモルファスGdFeCo膜におけるスピン軌道トルク2017

    • 著者名/発表者名
      川上圭祐,大島大輝,加藤剛志,岩田聡
    • 学会等名
      第41回日本磁気学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 低キュリー温度Co/Pd系多層膜を用いたスピン注入磁化反転2017

    • 著者名/発表者名
      木村匠,董夏菌,大島大輝,加藤剛志,園部義明,川戸良昭,岩田聡
    • 学会等名
      第41回日本磁気学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Current induced magnetization switching of Co/Pd-based multilayers with low Curie temperature2017

    • 著者名/発表者名
      T. Kimura, X. Dong, D. Oshima, T. Kato, Y. Sonobe, Y. Kawato, S. Iwata
    • 学会等名
      62nd Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Compositional Dependence of spin orbit torques in amorphous GdFeCo films2017

    • 著者名/発表者名
      K. Kawakami, D. Oshima, T. Kato, S. Iwata
    • 学会等名
      62nd Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-07-21   更新日: 2020-03-30  

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