| 研究課題/領域番号 |
20J15421
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 国内 |
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| 審査区分 |
小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
石橋 未央 京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-24 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
採択後辞退 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2021年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2020年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
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| キーワード | スピン波 / 人工反強磁性体 / 偏光 / 磁気共鳴 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
二つの強磁性層の磁化が非磁性層を介して反平行に結合する人工反強磁性体においては、スピン波の偏光（振動方向の偏り）が異なる二つのモードが存在し得る。本研究の目的は、人工反強磁性体中を伝播するスピン波の偏光制御を実証することである。具体的には、人工反強磁性体垂直磁化膜の、磁区と磁区の境目である磁壁にスピン波を通過させ、その振動方向の変化を観測することを二年間で目指す。
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| 研究実績の概要 |
一軸異方性を有した反強磁性体では、磁化容易軸と平行に外部磁場を印加したとき、外部磁場に対して二つの磁化が右回りと左回り、異なる回転方向に歳差運動する二つの共鳴モードが存在する。これら二つの共鳴モードが存在することで、偏光と呼ばれる、スピン波の磁化の歳差運動の軌道の制御が可能となる。本研究では、一軸異方性を有した人工反強磁性垂直磁化膜におけるスピン波の磁気共鳴を調査した。コバルト/ニッケル多層膜と薄いルテニウム層を用いて人工反強磁性垂直磁化膜をスパッタ製膜し、製膜した人工反強磁性垂直磁化膜を、細線に加工、及び、絶縁層の製膜と、細線上にスピン波を励起するアンテナを作製した。加工した素子の面直方向に一定の外部磁場を印加し、反射波測定行うことで、アンテナが励起するスピン波の磁気共鳴を調査した。その結果、二つの磁化が反平行になる磁場範囲において、二つの共鳴ピークが観測された。これら二つのピークは、右回りと左回りの共鳴モードに対応しており、本研究結果は、人工反強磁性垂直磁化膜を用いて、スピン波の偏光制御が可能であることを示している。
また、鉄コバルトボロンとルテニウム層から成る、強磁性/非磁性/強磁性三層膜を用いて、アンテナ間を伝播するスピン波を伝送波測定によって調査し、人工反強磁性面内磁化膜中を反対方向に伝播するスピン波の共鳴周波数が異なることを観測した。さらには、人工反強磁性面内磁化膜細線にパルス電流を印加することで、反対方向に伝播するスピン波の共鳴周波数を入れ替えることに成功した。本研究結果は、スピン波を用いた可変ダイオード素子の開発にもつながり、スピン波を用いた論理演算素子の研究を大きく発展させるものである。
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| 現在までの達成度 (段落) |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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