| 研究課題/領域番号 |
19H00861
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分29:応用物理物性およびその関連分野
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| 研究機関 | 横浜国立大学 |
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研究代表者 |
関口 康爾 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (00525579)
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| 研究分担者 |
立崎 武弘 東海大学, 情報理工学部, 講師 (20632590)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
45,500千円 (直接経費: 35,000千円、間接経費: 10,500千円)
2023年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
2022年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
2021年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
2020年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
2019年度: 15,600千円 (直接経費: 12,000千円、間接経費: 3,600千円)
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| キーワード | スピン波 / マグノン / マグノン凝縮 / マグノニクス / 量子凝縮 / 量子効果 / 電圧効果 / 電圧降下 / 量子ビット / 論理演算 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究の根本の狙いは、磁性体に普遍的に存在するマグノンを、信号を運ぶ非電荷のキ
ャリアとして活用し、新しい省エネルギー・高効率な利用展開を創発することにある。磁
性体としてその材料の枠を超えて、酸化物磁性体、反強磁性体をもキャリア媒体として活
用するためのサイエンスの理解と応用展開を目指す。本申請では、電圧制御と温度変調と
いうキーワードに的を絞り[1]ナノ構造で顕在化する非電荷マグノンに対する電界効果とマグノン輸送制御の基盤を形成すること、[2]試料における非電荷マグノン強度を広い温度領域で観測できる世界初のブリルアン散乱分光装置を開発すること、に挑戦する。
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| 研究成果の概要 |
微細ナノ構造におけるマグノン輸送制御を目指し、動的マグノニック結晶や磁気結合型Y字型論理演算回路などを提案した。その結果、スピン波のスイッチング、帰還構造増幅、ＯＮ／ＯＦＦ比向上などの成果を上げた。また磁性ガーネットや鉄単結晶においてマグノン・パラメトリックポンピングを実行し、マグノン凝縮効果を検出し材料の異方性などの寄与をあきらかにした。新奇なマグノニック機能を生み出す一環として、ポイントコンタクト法による熱勾配印加を行い、マグノン輸送路における磁化勾配を導入して伝搬制御を実現した。一方、マグノニックデバイスにおけるノイズ測定法を確立し、デバイスの動作限界を決めるノイズ特性を評価した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
電子機器はエネルギー消費が急激に増大し、省エネ性能と高性能化の両立という現代社会の要請にこたえることが徐々にできなくなってきている。一方、磁性体には磁石に代表されるようにエネルギーゼロで情報を保持できる特性があり、その性質と同様に低エネルギーで動作可能な非電荷キャリア（＝マグノン）が存在する。マグノンの研究は電子機器では得られない省エネルギーなアナログ機能・高周波機能を創発できる可能性を秘めている。本研究では、マグノンスイッチング、マグノン伝搬制御、スピン波リザバー構築、論理演算ＯＮ／ＯＦＦ比向上、デバイスノイズ特性の証明など、マグノニック機能開発の基盤研究といえる成果を挙げることができた。
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