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次世代情報処理のための量子計算に資するマグノニクス研究

研究課題

研究課題/領域番号 23KF0139
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分基金
応募区分外国
審査区分 小区分21050:電気電子材料工学関連
研究機関東京大学

研究代表者

田畑 仁  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (00263319)

研究分担者 SARKER MD SHAMIM  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2023-09-27 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2025年度: 400千円 (直接経費: 400千円)
2024年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2023年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードMagnonics / Spin-glass / Field-cooling / neuromorphic computing
研究開始時の研究の概要

I plan to investigate the Spinglass systems to correlate the frustration order with glass transition temperature and spin relaxation via growth control towards neuromorphic computation. The plan involves MCD, PPMS, Lithography, and microwave systems in conjunction with VNA for characterization.

研究実績の概要

The purpose of this research is to use the exotic quantum state of electron spin for next-generation information processing. I am investigating spin-glass materials that can remember their magnetization state for neuromorphic computation. Presently, I am investigating different rare-earth doped yttrium iron garnet films to achieve glassy behavior, keeping the magnetic damping as low as possible. I found the YIG thin films fabricated on the lattice-mismatched substrate show glass-like bifurcation properties. I am trying to figure out the underlying mechanism of this glassy behavior. In addition to that, I am also working on Rare earth and transition metal doped YIG film to control the glass transition temperature. I observed a magnetization compensation behavior in in the M-T curve in Gd-doped YIG.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

The research progress is going according to the plan and the proposed time frame.

今後の研究の推進方策

In the near future, the spin-glass thin films with a controlled frustrated state will be optimized. Two approaches will be followed. The first one is based on order control using layer-by-layer deposition, whereas the second approach will be based on nanostructuring and annealing. I will try to find a correlation between the frustration order and the glass transition temperature of the spin glass material. The feasibility of using each frustration site as a quantum object will be investigated. The characterization will be conducted using MCD, PPMS, and microwave arrangement in conjunction with a vector network analyzer.

報告書

(1件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 9件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Real-time detection of acetone gas molecules at ppt levels in an air atmosphere using a partially suspended graphene surface acoustic wave skin gas sensor2023

    • 著者名/発表者名
      Zhou Haolong、Ramaraj Sankar Ganesh、Ma Kaijie、Sarker Md Shamim、Liao Zhiqiang、Tang Siyi、Yamahara Hiroyasu、Tabata Hitoshi
    • 雑誌名

      Nanoscale Advances

      巻: 5 号: 24 ページ: 6999-7008

    • DOI

      10.1039/d3na00914a

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Investigating the cluster spin glass behavior in garnet based ferromagnet towards spin waves based neuromorphic computation2024

    • 著者名/発表者名
      Shamim sarker, Haining Li, EMK Ikball Ahamed, Hiroyasu Yamahara, Siyi Tang, Zhiqiang Liao, Tetsuya Iizuka, Munetoshi Seki, Hitoshi Tabat
    • 学会等名
      2024年第71回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Electric field controlled dynamic modulation of spin wave in rare earth iron functional oxide thin films2024

    • 著者名/発表者名
      EMK IKBALL AHAMED, Md Shamim Sarker, Hiroyasu Yamahara, Munetoshi Seki, Hitoshi Tabata
    • 学会等名
      2024年第71回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Fabrication of spinel-type γ-Fe2O3 (111) epitaxial thin films and their spin-wave propagation properties2024

    • 著者名/発表者名
      S. Tang, L. Yao, M. S. Sarker, H. Yamahara, H. Tabata, M. Seki
    • 学会等名
      Symposium of the Spintronics Research Network of Japan Spin-RNJ 2023年度報告会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Strain dependent magnetization dynamics of tensile strained rare earth iron garnet thin films2024

    • 著者名/発表者名
      EMK Ikball Ahamed, Md Shamim Sarker, Hiroyasu Yamahara, Munetoshi Seki, Hitoshi Tabata
    • 学会等名
      第15回低温科学研究センター研究交流会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Dynamic Redox Reaction-Driven Electrically Tunable Magnon FET2024

    • 著者名/発表者名
      Md Shamim Sarker, Hiroyasu Yamahara, Kenyu Terao, Siyi Tang, EMK Ikbal Ahamed, Munetoshi Seki and Hitoshi Tabata
    • 学会等名
      International Symposium on Quantum Electronics
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spinel film growth and magnetic modulation for magnonics applications2023

    • 著者名/発表者名
      Siyi Tang, Sarker Md Shamim, Hiroyasu Yamahara, Hitoshi Tabata, Munetoshi Seki
    • 学会等名
      MRM2023/IUMRS-ICA2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spin wave propagation in spin cluster glass Co, Si-substituted rare-earth iron garnet thin films2023

    • 著者名/発表者名
      Hiroyasu Yamahara, Kenyu Terao, Zhiqiang Liao, Siyi Tang, Ahamed E M K Ikball, Md Shamim Sarker, Munetoshi Seki, Hitoshi Tabata
    • 学会等名
      MRM2023/IUMRS-ICA2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spin-wave propagation properties of spinel type γ-Fe2O3 (111) epitaxial thin films for magnonics applications”2023

    • 著者名/発表者名
      Siyi Tang, Lihao Yao, Md Sarker Shamim, Hiroyasu Yamahara, Hitoshi Tabata, Munetoshi Seki
    • 学会等名
      iWOE29
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electrical Control of Magnon Interference in PZT/YIG System and Its Reconfigurable Logic Device Application2023

    • 著者名/発表者名
      Lihao Yao, Md Shamim Sarker, Hiroyasu Yamahara, Hitoshi Tabata
    • 学会等名
      iWOE29
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Correlation between magnetic relaxation and short-term memory in spin cluster glasses towards reservoir computing2023

    • 著者名/発表者名
      H. Yamahara, Z. Liao, Md. S. Sarker, S. G. Ramaraj, M. Seki, H. Tabata
    • 学会等名
      Beyond AI 研究推進機構 ポスター発表会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Magnon relaxation in glassy ferromagnet towards neuromorphic computation2023

    • 著者名/発表者名
      Md Shamim Sarker, Haining Li, E M K Ikball Ahamed, Hiroyasu Yamahara, Siyi Tang, Zhiqiang Liao, Tetsuya Iizuka, Munetoshi Seki, and Hitoshi Tabata
    • 学会等名
      Beyond AI 研究推進機構 ポスター発表会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Spin-wave propagation properties of spinel type γ-Fe2O3 (111) epitaxial thin films for magnonics applications2023

    • 著者名/発表者名
      S. Tang, L. Yao, MS. Sarker, H. Yamahara, H. Tabata, M. Seki
    • 学会等名
      Beyond AI 研究推進機構 ポスター発表会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Design of 1-5 GHz Noise-Canceling Low-Noise Amplifier with gm-Boosting for Spin Wave Detection Circuit2023

    • 著者名/発表者名
      Zhenyu Cheng, Zunsong Yang, Yuyang Zhu, Md Shamim Sarker, Hiroyasu Yamahara, Munetoshi Seki, Hitoshi Tabata, Tetsuya Iizuka
    • 学会等名
      Beyond AI 研究推進機構 ポスター発表会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] A 1-5GHz Inverter-Based Phase Interpolator With All Digital Control for Spin-Wave Detection Circuit2023

    • 著者名/発表者名
      Yuyang Zhu, Zunsong Yang, Zhenyu Cheng, Md Shamim Sarker, Hiroyasu Yamahara, Munetoshi Seki, Hitoshi Tabata and Tetsuya Iizuka
    • 学会等名
      2023 International Conference on IC Design and Technology
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Design of 1-5 GHz Two-Stage Noise-Canceling Low-Noise Amplifier with gm-boosting Technique for Spin Wave Detection Circuit2023

    • 著者名/発表者名
      Zhenyu Cheng, Zunsong Yang, Yuyang Zhu, Md Shamim Sarker, Hiroyasu Yamahara, Munetoshi Seki, Hitoshi Tabata, Tetsuya Iizuka
    • 学会等名
      2023 International Conference on IC Design and Technology
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spin wave modulation by strain induced remanent polarization in functional Iron Oxide thin films2023

    • 著者名/発表者名
      E M K Ikball Ahamed, Md Shamim Sarker, Hiroyasu Yamahara, Hitoshi Tabata
    • 学会等名
      International Conference on Complex Orders in Condensed Matter
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dynamic Redox Reaction-Driven Electrically Tunable Magnon FET2023

    • 著者名/発表者名
      Shamim Sarker, Hiroyasu Yamahara, Kenyu Terao, Siyi Tang, Sankar G Ramaraj, Lihao Yao, EMK Ikball Ahamed, Munetoshi Seki, Hitoshi Tabata
    • 学会等名
      第84回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] YIG/CoFeB ?-dot and ?-ring array devices as spin wave stopband notch filter2023

    • 著者名/発表者名
      Ahamed Ikball, Md Shamim Sarker, Hiroyasu Yamahara, Munetoshi Seki, Hitoshi Tabata
    • 学会等名
      第84回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Signal equalization of nonreciprocal spin waves by using an airgap in nm-thick YIG microstructure2023

    • 著者名/発表者名
      Md Shamim Sarker, Kenyu Terao, Hiroyasu Yamahara, Munetoshi Seki, Hitoshi Tabata
    • 学会等名
      Intermag 2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 田畑・松井・関研究室HP

    • URL

      http://www.bioxide.t.u-tokyo.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2023-09-28   更新日: 2024-12-25  

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