| 研究課題/領域番号 |
21H01798
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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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 |
小区分29010:応用物性関連
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
大島 諒 京都大学, 工学研究科, 助教 (10825011)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 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 |
18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円)
2023年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2022年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2021年度: 13,780千円 (直接経費: 10,600千円、間接経費: 3,180千円)
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| キーワード | スピントロニクス / スピン波 / スピン波スピン流 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は、磁性体/非磁性体界面のスピン軌道相互作用とそのゲート電圧変調により、磁性金属薄膜中のスピン波スピン流を自在に制御することを目的とする。磁性体中のスピン波スピン流は、薄膜化により(i) チャネル表面・界面での外因性散乱の顕在化による緩和の増大や(ii) チャネル表面と裏面でのスピン波同士の結合により整流性が得られないといった課題を有する。本研究提案では、バッファ層導入による外因性散乱の低減やイオンゲートを用いた薄膜金属・金属多層膜の物性変調によりチャネルの対称性を制御することで、薄膜磁性体におけるスピン波スピン流の伝導特性の電圧変調を可能とする。
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| 研究成果の概要 |
強磁性金属薄膜を用いた導波路について、スピン波スピン流の電界制御の実現について研究した。スピン波スピン流は、磁性体中の最低励起状態であり、電子スピンのゆらぎが波のように伝搬していく流れを指す。電界印加用の電極によるスピン波スピン流の減衰について観測し、その起源について明らかにした。強磁性共鳴測定を用いることで導波路へのバッファ層やゲート電圧印加による磁気緩和の変調効果を観測した。また、磁性体/非磁性体構造の導波路について系統的にスピン波スピン流の伝搬特性を評価し、伝搬モードの表面/裏面分離を実現する条件を明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
スピン波スピン流は、スピン情報を利用した省電力スピントロニクスデバイスへの応用が検討されている。本研究の成果はスピン波スピン流の回路設計に指針を与えるとともに、電荷レスの情報輸送というスピン波スピン流の特徴を活かすジュール熱による損失の小さな制御手法であるゲート電圧によるスピン波スピン流の緩和・整流性・動作周波数の制御の実現に大きく貢献する結果と言える。
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