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熱スピン注入による磁歪制御とナノスピンアクチュエータの開発

研究課題

研究課題/領域番号 18H03866
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分28:ナノマイクロ科学およびその関連分野
研究機関九州大学

研究代表者

木村 崇  九州大学, 理学研究院, 教授 (80360535)

研究分担者 山田 和正  九州大学, 理学研究院, 助教 (30380562)
大西 紘平  九州大学, 理学研究院, 助教 (30722293)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
44,980千円 (直接経費: 34,600千円、間接経費: 10,380千円)
2020年度: 11,570千円 (直接経費: 8,900千円、間接経費: 2,670千円)
2019年度: 11,570千円 (直接経費: 8,900千円、間接経費: 2,670千円)
2018年度: 21,840千円 (直接経費: 16,800千円、間接経費: 5,040千円)
キーワード磁歪 / 磁気異方性 / アクチュエータ / 強磁性共鳴 / スピン波 / スピン注入 / 熱スピン注入
研究成果の概要

本研究では、これまでバルク材料、及び磁場駆動でのみ利用されていた磁歪効果を、スピントロニクス技術の発展により開発された高品質薄膜制御技術を用いて、磁歪材料の薄膜化を行い、フレキシブル気シート上および誘電体基板上に磁歪薄膜を作成し、磁気異方性の制御を実証した。更に、スピントロニクス分野で確立されたスピン注入技術を用いて、磁場を用いない磁歪制御技術の確立を目指した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

誘電体に電場を加えた際に変位が生じる圧電効果と同様、磁性体に磁場を加えると変位が生じる磁歪効果がある。この磁歪効果は、磁場駆動のため用途が限られていたが、大きな変位を示す材料の発見やアモルファス金属による等方的な磁歪形成など、圧電体にはない数多くの利点を持つ。そこで本研究では、スピントロニクス分野で確立されたスピン注入技術を用いて、磁場を用いない磁歪制御技術を確立し、磁気エネルギーを効果的に力学的エネルギーに変換する技術の開発を目指す。

報告書

(4件)
  • 2021 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 2件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Pressure-induced enhancement of spin-charge conversion efficiency in CoFeB/Pt bilayer2022

    • 著者名/発表者名
      Iimori Riku、Obinata Sora、Mitsuda Akihiro、Kimura Takashi
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 15 号: 3 ページ: 033003-033003

    • DOI

      10.35848/1882-0786/ac5501

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Relaxation Process of Spin-Polarized Quasiparticles in a Superconducting Nb Wire2022

    • 著者名/発表者名
      Iwahori T.、Mizokami K.、Matsuda R.、Ohnishi K.、Kimura T.
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Magnetics

      巻: 58 号: 2 ページ: 1-4

    • DOI

      10.1109/tmag.2021.3083059

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantitative Evaluation of Heating Effect on Dynamical Spin Injection Using CoFeB/Pt/CoFeB Trilayered Film2022

    • 著者名/発表者名
      Obinata S.、Iimori R.、Ohnishi K.、Kimura T.
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Magnetics

      巻: 58 号: 2 ページ: 1-4

    • DOI

      10.1109/tmag.2021.3087797

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Significant suppression of galvanomagnetic signal under dynamical spin injection in CoFeB/Pt bilayer2021

    • 著者名/発表者名
      Sora Obinata, Kohei Ohnishi and Takashi Kimura
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 118 号: 15 ページ: 152401-152401

    • DOI

      10.1063/5.0046601

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interfacial exchange coupling modulated magnetism in the insulating heterostructure of CoOx/yttrium iron garnet2021

    • 著者名/発表者名
      Po-Chun Chang, Venkata Ramana Mudinepalli, Shi-Yu Liu, Hung-Lin Lin, Chuan-Che Hsu, Yu-Tso Liao, Sora Obinata, Takashi Kimura, Ming-Yau Chern, Fang-Yuh Lo, and Wen-Chin Lin
    • 雑誌名

      Journal of Alloys and Compounds.

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Thermal Spin-Valve Effect in Magnetic Multi-layered Nanowires2019

    • 著者名/発表者名
      N. Asam, K. Yamanoi, K. Ohnishi and T. Kimura
    • 雑誌名

      Journal of Superconductivity and Novel Magnetism

      巻: 1 号: 10 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1007/s10948-019-5016-5

    • 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] Substantial enhancement of thermal spin polarization in Py/Cu interface2018

    • 著者名/発表者名
      Hu Shaojie、Zhao Jingyan、Wang Lei、Cui Xiaomin、Ohnishi Kohei、Ariki Taisei、Min Tai、Xia Ke、Kimura Takashi
    • 雑誌名

      Physical Review Materials

      巻: 2 号: 10 ページ: 104403-104403

    • DOI

      10.1103/physrevmaterials.2.104403

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 動的スピン注入における FMR 加熱効果の影響2020

    • 著者名/発表者名
      大日方初良,公田悠樹,桝本浩克,大西紘平,木村崇
    • 学会等名
      第25回 半導体におけるスピン工学の基礎と応用 (PASPS-25)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] CoFeB/Ag/Bi三層膜における磁気抵抗効果とその圧力依存性2020

    • 著者名/発表者名
      飯森陸,大日方初良,光田暁弘,木村崇
    • 学会等名
      第25回 半導体におけるスピン工学の基礎と応用 (PASPS-25)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 強磁性細線における異方性ゼーベック効果の温度依存性2020

    • 著者名/発表者名
      木村崇
    • 学会等名
      「熱ースピン流・スピン波」研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Influence of Ferromagnetic-Layer Thickness on Dynamical Spin Injection2020

    • 著者名/発表者名
      S. Obinata, K. Miyazaki, K. Ohnishi, and T. Kimura
    • 学会等名
      65th Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] "Surface superconducting property probed by pure spin current "2019

    • 著者名/発表者名
      Takashi Kimura
    • 学会等名
      Royal Society Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Dynamical Spin Injection Based on Heating Effect due to Ferromagnetic Resonance2018

    • 著者名/発表者名
      Takashi Kimura
    • 学会等名
      SPIE conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Diffusive spin transports in metallic nanostructures2018

    • 著者名/発表者名
      Takashi Kimura
    • 学会等名
      Mainz Summer School
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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