垂直磁気異方性およびスピンモードロックを利用した周波数変換型新規発振素子の開発

• 研究課題/領域番号: 20686001
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 応用物性・結晶工学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 水口 将輝 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (50397759)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 19,110千円 (直接経費: 14,700千円、間接経費: 4,410千円); 2010年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2009年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円); 2008年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
• キーワード: 磁性 / スピントロニクス / 高周波 / モードロック / 発振

研究概要

本研究では、外部磁場を必要とせず、非常に高いQ値を有したまま周波数変調が可能な究極的スピン発振素子を実現することを目指した。そのために、可能な限り構造を制御したナノサイズの磁性構造体、すなわち完全エピタキシャル結晶からなる微小素子の作製を行った。続いて、これらの素子の高周波スピン応答を測定し、発振条件を探究した。また、実際に高い磁気抵抗効果を示すナノメートルサイズの素子の発振現象の測定を行うことにより、これまでにない究極的なスピン発振素子を完成させることに挑戦した。

研究成果

• [雑誌論文] Ferromagnetic resonance study on FePt thin films with in-plane magnetization using coplanar waveguide (2012)
  • 著者名/発表者名: J. G Kang, M. Mizuguchi K. Takanashi
  • 雑誌名: Key Engineering Materials 巻: 508 ページ: 261-265
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-power rf oscillation induced in half-metallic Co_2 MnSi layer by spin-transfer torque (2011)
  • 著者名/発表者名: R. Okura, Y. Sakuraba, T. Seki, K. Izumi, M. Mizuguchi, K. Takanashi
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 99
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ferromagnetic resonance of epitaxial Fe nanodots grown on MgO measured using coplanar waveguides (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Mizuguchiand K. Takanashi
  • 雑誌名: Journal of Physics D: Applied Physics 巻: 44
  • 査読あり
• [雑誌論文] 金属スピントロニクスと表面科学 (2011)
  • 著者名/発表者名: 水口将輝
  • 雑誌名: 表面科学 巻: 32 ページ: 145-151
  • NAID: 10027904873
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ferromagnetic resonance of epitaxial Fe nanodots grown on MgO measured using coplanar waveguides (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Mizuguchi, K.Takanashi
  • 雑誌名: Journal of Physics D : Applied Physics 巻: 44
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-power rf oscillation induced in half-metallic Co_2MnSi layer by spin-transfer torque (2011)
  • 著者名/発表者名: R.Okura, Y.Sakuraba, T.Seki, K.Izumi, M.Mizuguchi, K.Takanashi
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 99
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transmission of electric signals by spin-wave interconversion in a magnetic insulator (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Kajiwara, K. Harii, S. Takahashi, J. Ohe, K. Uchida, M. Mizuguchi, H. Umezawa, H. Kawai, K. Ando, K. Takanashi, S. Maekawa E. Saitoh
  • 雑誌名: Nature 巻: 464 ページ: 262-266
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transmission of electric signals by spin-wave interconversion in a magnetic insulator (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Kajiwara, K.Harii, S.Takahashi, J.Ohe, K.Uchida, M.Mizuguchi, H.Umezawa, H.Kawai, K.Ando, K.Takanashi, S.Maekawa, E.Saitoh
  • 雑誌名: Nature 464 ページ: 262-266
  • 査読あり
• [学会発表] Spin-torque induced rf-oscillationin half-metallic Co_2MnSi-based CPP-GMR devices (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Sakuraba, R. Okura, T. Seki, M. Mizuguchi, K. Takanashi
  • 学会等名: 56th Annual Conference on Magnetism & Magnetic Materials
  • 発表場所: Scottsdale, USA
  • 年月日: 2011-11-03
• [学会発表] Spin-torque induced rf-oscillation in half-metallic Co_2MnSi-based CPP-GMR devices (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Sakuraba, R.Okura, T.Seki, M.Mizuguchi, K.Takanashi
  • 学会等名: 56th Annual Conference on Magnetism & Magnetic Materials
  • 発表場所: Scottsdale (USA)
  • 年月日: 2011-11-03
• [学会発表] Spin-torque induced magnetization switching and oscillation in half-metallic Co_2MnSi-based CPP-GMR devices (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Sakuraba, R. Okura, S. Bosu, F. Yang, T. Seki, M. Mizuguchi, K. Saito, K. Takanashi
  • 学会等名: 2011 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM2011)
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 2011-09-30
• [学会発表] Spin-torque induced magnetization switching and oscillation in half-metallic Co_2MnSi-based CPP-GMR devices (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Sakuraba, R.Okura, S.Bosu, F.Yang, T.Seki, M.Mizuguchi, K.Saito, K.Takanashi
  • 学会等名: 2011 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM2011)
  • 発表場所: Nagoya (Japan)(招待講演)
  • 年月日: 2011-09-30
• [学会発表] Spin dynamics in ferromagnetic nano-scaled dots (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Mizuguchi, K. Takanashi
  • 学会等名: The 2nd International Symposium on Advanced Magnetic Materials and Applications (ISAMMA 2010)
  • 発表場所: Sendai, Japan
  • 年月日: 2010-07-16
• [学会発表] Spin dynamics in ferromagnetic nano-scaled dots (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Mizuguchi, K.Takanashi
  • 学会等名: The 2nd International Symposium on Advanced Magnetic Materials and Applications (ISAMMA 2010)
  • 発表場所: Sendai (Japan)(招待講演)
  • 年月日: 2010-07-16
• [学会発表] 格子不整合を用いた磁性ナノ粒子集合体の創製 (2010)
  • 著者名/発表者名: 水口将輝、大道悟、高梨弘毅
  • 学会等名: 磁気学会第172回研究会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-05-27
• [学会発表] 格子不整合を用いた磁性ナノ粒子集合体の創製 (2010)
  • 著者名/発表者名: 水口将輝、大道悟、高梨弘毅
  • 学会等名: 磁気学会第172回研究会
  • 発表場所: 東京(日本)(招待講演)
  • 年月日: 2010-05-27
• [学会発表] 強磁性ナノ粒子集合体の創製とスピン共鳴現象 (2009)
  • 著者名/発表者名: 水口将輝、岡航平、高梨弘毅
  • 学会等名: 第33回日本磁気学会学術講演会
  • 発表場所: 長崎市
  • 年月日: 2009-09-13
• [学会発表] 強磁性ナノ粒子集合体の創製とスピン共鳴現象 (2009)
  • 著者名/発表者名: 水口将輝、岡航平、高梨弘毅
  • 学会等名: 第33回日本磁気学会学術講演会
  • 発表場所: 長崎大学
  • 年月日: 2009-09-13
• [学会発表] 二次元Feグラニュラー構造におけるスピン共鳴現象 (2009)
  • 著者名/発表者名: 水口将輝、岡航平、高梨弘毅
  • 学会等名: 第70回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 富山市
  • 年月日: 2009-09-10
• [学会発表] 二次元Feグラニュラー構造におけるスピン共鳴現象 (2009)
  • 著者名/発表者名: 水口将輝、岡航平、高梨弘毅
  • 学会等名: 第70回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2009-09-10
• [学会発表] Growth and characterization of epitaxial Co nano-dots on insulating layers (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Mizuguchi, K. Takanashi
  • 学会等名: International Conference on Magnetism 2009 (ICM 2009)
  • 発表場所: Karlsruhe, Germany
  • 年月日: 2009-07-28
• [学会発表] Growth and characterization of epitaxial Co nano-dots oninsulating layers (2009)
  • 著者名/発表者名: 水口将輝, 高梨弘毅
  • 学会等名: International Conference on Magnetism 2009
  • 発表場所: Karlsruhe, Germany
  • 年月日: 2009-07-28
• [学会発表] Fabrication and spin resonant phenomena of self-assembled epitaxial ferromagnetic nano-dots fabrication and spin resonant (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Mizuguchi, K.Oka, K. Takanashi
  • 学会等名: 20th International Colloquium on Magnetic Films and Surfaces(ICMFS2009)
  • 発表場所: Berlin, Germany
  • 年月日: 2009-07-23
• [学会発表] FABRICATION AND SPIN RESONANT PHENOMENA OF SELF-ASSEMBLED EPITAXIAL FERROMAGNETIC NANO-DOTS FABRICATION AND SPIN RESONANT (2009)
  • 著者名/発表者名: 水口将輝, 岡航平, 高梨弘毅
  • 学会等名: 20th International Colloquium on Magnetic Films and Surfaces
  • 発表場所: Berlin, Germany
  • 年月日: 2009-07-23
• [学会発表] Fabrication of two-dimensional assembly of well-isolated epitaxial Co-nanoparticles on insulating layers (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Mizuguchi, S. Mitani, K. Takanashi
  • 学会等名: 53rd Annual Conference on Magnetism & Magnetic Materials
  • 発表場所: Austin, USA
  • 年月日: 2008-11-14
• [学会発表] Fabrication of two-dimensional assembly of well-isolated epitaxial Co-nanoparticles on insulating layers (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Mizuguchi, S. Mitani, and K. Takanashi
  • 学会等名: 53rd Annual Conference on Magnetism & Magnetic Materials
  • 発表場所: Austin, U.S.A
  • 年月日: 2008-11-14
• [学会発表] ナノサイズCo微粒子を含む二次元グラニュラー薄膜の伝導特性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 水口将輝、三谷誠司、高梨弘毅
  • 学会等名: 第69回応用物理学学術講演会
  • 発表場所: 春日井市
  • 年月日: 2008-09-02
• [学会発表] ナノサイズCo微粒子を含む二次元グラニュラー薄膜の伝導特性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 水口将輝、三谷誠司、高梨弘毅
  • 学会等名: 第69回応用物理学学術講演会
  • 発表場所: 愛知県春日井市
  • 年月日: 2008-09-02