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磁化歳差運動の位相同期現象を利用した高コヒーレントスピン波発振源の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K14114
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分29010:応用物性関連
研究機関大島商船高等専門学校

研究代表者

神田 哲典  大島商船高等専門学校, 電子機械工学科, 准教授 (80616079)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード磁化歳差運動 / スピン波 / 強磁性共鳴 / 位相同期 / 磁化ダイナミクス
研究成果の概要

スピン波を介した複数の磁化歳差運動位相同期制御手法の開発と高コヒーレントなスピン波発振源の創製を目指した。スピン波を励起する高周波電極として同一の幅の信号線とグランド線からなるスロット線路を用いたスピン波発生を検討した。高周波応答は大きな伝送線路形状依存性を示し、数値計算との比較からスピン波の位相同期現象によって磁化ダイナミクスが共鳴励起されることが示唆される結果を得た。さらに、素子から発生するスピン波の実験的な検出に成功し、スピン波干渉効果に起因すると考えられる特徴的な出力変化を検出した。これらの成果により、高コヒーレントスピン波発振源の設計指針が得られたといえる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では高周波電極としてスロット伝送線路を用いることで複数の局所歳差運動領域同士を互いにそれぞれから発生するスピン波で同期させることで磁化歳差運動の共鳴励起ができることを実験的に示した。この位相同期現象に起因する非線形現象は従来見逃されていたマイクロサイズ領域の歳差運動に焦点を当てた成果として、学術的意義がある。さらに、この成果は任意の周波数発生を人為的に制御する指針を与える成果であり、スピン波発振源を始めとする高周波素子の開発に対する設計指針を与える。したがって、産業的意義のある成果である。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Synchronized excitation of magnetization dynamics via spin waves in Bi-YIG thin film by slot line waveguide2020

    • 著者名/発表者名
      Koda Tetsunori、Muroga Sho、Endo Yasushi
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 116 号: 10 ページ: 102403-102403

    • DOI

      10.1063/1.5143519

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Highly Sensitive Magnetic Field Sensing Using Magnetization Dynamics in Yttrium Iron Garnet Single-Crystal Thin Films2019

    • 著者名/発表者名
      Koda Tetsunori、Muroga Sho、Endo Yasushi
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Magnetics

      巻: - 号: 7 ページ: 1-4

    • DOI

      10.1109/tmag.2019.2895470

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Magnetization dynamics in yttrium iron garnet single crystal thin films induced by slot line waveguides2019

    • 著者名/発表者名
      Koda Tetsunori、Muroga Sho、Endo Yasushi
    • 学会等名
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Highly sensitive magnetic field sensing using magnetization dynamics in yttrium iron garnet single crystal thin films2019

    • 著者名/発表者名
      Tetsunori Koda, Sho Muroga, Yasushi Endo
    • 学会等名
      2019 Joint MMM-Intermag Conference
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マイクロマグネティクスシミュレーションを用いた高コヒーレントスピン波形成条件の検討2019

    • 著者名/発表者名
      宮尾 康平,室賀 翔,遠藤 恭,神田 哲典
    • 学会等名
      日本機械学会中国四国学生会第49回学生員卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] イットリウム鉄ガーネットの磁化ダイナミクス励起における 高周波伝送線路形状依存性の検討2018

    • 著者名/発表者名
      神田哲典、室賀翔、遠藤恭
    • 学会等名
      日本磁気学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-06-22  

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