| 研究課題/領域番号 |
19H05629
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| 研究種目 |
基盤研究(S)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
大区分D
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| 研究機関 | 国立研究開発法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
大谷 義近 国立研究開発法人理化学研究所, 創発物性科学研究センター, チームリーダー (60245610)
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| 研究分担者 |
小川 直毅 国立研究開発法人理化学研究所, 創発物性科学研究センター, チームリーダー (30436539)
近藤 浩太 国立研究開発法人理化学研究所, 創発物性科学研究センター, 上級研究員 (60640670)
Puebla Jorge 国立研究開発法人理化学研究所, 創発物性科学研究センター, 研究員 (60753647)
一色 弘成 東京大学, 物性研究所, 助教 (80812635)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-26 – 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 |
178,360千円 (直接経費: 137,200千円、間接経費: 41,160千円)
2023年度: 36,270千円 (直接経費: 27,900千円、間接経費: 8,370千円)
2022年度: 29,510千円 (直接経費: 22,700千円、間接経費: 6,810千円)
2021年度: 28,080千円 (直接経費: 21,600千円、間接経費: 6,480千円)
2020年度: 41,860千円 (直接経費: 32,200千円、間接経費: 9,660千円)
2019年度: 42,640千円 (直接経費: 32,800千円、間接経費: 9,840千円)
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| キーワード | 磁気弾性結合 / 強結合 / スピン流 / エデルシュタイン効果 / スピン変換 / マグノン・フォノン結合 / スピントロニクス / スピン・電荷変換 / スピン・回転結合 / 磁気回転結合 / 非相反氏 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
弱結合から強結合にまたがる広範囲でマグノン・フォノン結合のスピン流生成に及ぼす効果を解明することを目指す。キャビティ構造の最適化により、マグノン・フォノン結合を通じて生じるスピン流生成の高効率化を実現するとともに、その圧電物質や電極物質も最適化することによりマグノン・フォノン結合強度を最大化することでコヒーレントな強結合状態の実現を目指す。これによりマグノンからフォノンへの角運動量の移行、およびその逆の過程の実現を目指す。最終的には、スピン流発生の大幅な効率化、コヒーレントな情報転送を可能にすることで、マグノン・フォノン結合の量子性を検証するための理想的なテストプラットフォームを提供する。
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| 研究成果の概要 |
プロジェクト初期では、SAWキャビティデバイスの設計・製造に焦点を当て、スピン流生成の高効率化を目指した。SAWデバイス設計の最適化に成功し、音響キャビティの設置によりフォノンエネルギーの閉じ込め効率が2.09倍に向上。音響キャビティの共鳴周波数でSAWを励起すると、音響強磁性共鳴の励起効率が向上し、Cu/Bi2O界面のスピン流生成効率も改善された。音響キャビティ使用により、非相反性や非線形性も増大。後半では低ダンピング強磁性体CoFeB層を用いた共鳴実験でマグノン-フォノン結合強度が増大し、新たな強結合準粒子が確認された。これらの成果はセンシング技術の発展に寄与する。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
当プロジェクトで達成したSAWチップデバイスを用いた室温におけるマグノン-フォノン強結合の実証は従来になく、ハイブリッド波ベースの情報通信技術に大きな影響を与える。また、マグノン-フォノン結合準粒子は、マグノンとフォノンの両方の特性を活用し、大きな伝播長や長いコヒーレンス時間を持つ磁気弾性波デバイスの実現を可能にする。この研究成果は、Physical Review LettersとScience Magazineで高い注目を集め、その社会的・学術的意義が示されている。
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| 評価記号 |
事後評価所見 (区分)
A: 研究領域の設定目的に照らして、期待どおりの成果があった
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評価記号 |
中間評価所見 (区分)
A+: 研究領域の設定目的に照らして、期待以上の進展が認められる
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