スピン流によるスピン波変調と磁気秩序制御の原理実証

• 研究課題/領域番号: 26289229
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 金属物性・材料
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 谷山 智康 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (10302960)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 16,510千円 (直接経費: 12,700千円、間接経費: 3,810千円); 2016年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2015年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2014年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
• キーワード: スピン流 / 磁気秩序 / スピン波 / FeRh / 磁性 / スピンエレクトロニクス

研究成果の概要

B2規則構造を有する高品質エピタキシャルFeRh規則合金薄膜におけるスピン流の磁気秩序への影響、スピン波伝播特性について調査した。その結果、Co/FeRh細線接合界面を通してFeRh細線にスピン偏極電子を注入することで反強磁性-強磁性磁気相転移を誘起できることが実証された。また、強磁性FeRh薄膜においてスピン波が27μm以上の長距離に亘り伝播することが明らかとなり、スピン歳差運動の減衰定数が低減衰材料であるパーマロイよりも小さいことが見出された。

研究成果

• [国際共同研究] University of Maryland(米国)
• [国際共同研究] Helmholtz-Zentrum-Dresden-Rossendorf(ドイツ)
• [雑誌論文] Direct evidence for suppression of the Kondo effect due to pure spin current (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Hamaya, T. Kurokawa, S. Oki, S. Yamada, T. Kanashima, and T. Taniyama
  • 雑誌名: Physical Review B: Rapid Communications 巻: 94 号: 14
  • DOI: 10.1103/physrevb.94.140401
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Transmission of spin waves in ordered FeRh epitaxial thin films (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Usami, I. Suzuki, M. Itoh, and T. Taniyama
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 108 号: 23
  • DOI: 10.1063/1.4953464
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] FeRh規則合金における磁気相転移とマグネティクス応用の現状と展開 (2016)
  • 著者名/発表者名: 谷山 智康
  • 雑誌名: 日本磁気学会第209回研究会「反強磁性が拓くマグネティクスの新展開」資料 巻: 209 ページ: 13-19
• [雑誌論文] Exchange coupling in metallic multilayers with a top FeRh layer (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Yamada, K. Tanikawa, J. Hirayama, T. Kanashima, T. Taniyama, K. Hamaya
  • 雑誌名: AIP Advances 巻: 6 号: 5
  • DOI: 10.1063/1.4943606
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Barkhausen-like antiferromagnetic to ferromagnetic phase transition driven by spin polarized current (2015)
  • 著者名/発表者名: I. Suzuki, T. Naito, M. Itoh, T. Taniyama
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 巻: 107 号: 8 ページ: 0824081-5
  • DOI: 10.1063/1.4929695
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Sequential write-read operations in FeRh antiferromagnetic memory (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Moriyama, N. Matsuzaki, K.-J. Kim, I. Suzuki, T. Taniyama, and T. Ono
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 107 号: 12 ページ: 122403-122403
  • DOI: 10.1063/1.4931567
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Low-temperature B2 ordering and magnetic properties of Fe100-xRhx films on bcc alloys (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Yamada, K. Tanikawa, J. Hirayama, T. Kanashima, T. Taniyama, and K. Hamaya
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 92 号: 9
  • DOI: 10.1103/physrevb.92.094416
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Controllable exchange bias in Fe/metamagnetic FeRh bilayers (2014)
  • 著者名/発表者名: I. Suzuki, Y. Hamasaki, M. Itoh, and T. Taniyama
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 105 号: 17
  • DOI: 10.1063/1.4900619
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Long Range Spin Wave Propagation in Ordered Ferromagnetic FeRh (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Usami, M. Itoh, and T. Taniyama
  • 学会等名: SpinTECH IX (International school and conference 2017)
  • 発表場所: Fukuoka, Japan
  • 国際学会
• [学会発表] Control of Magnetism in Ordered FeRh (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Taniyama, I. Suzuki, T. Usami, and M. Itoh
  • 学会等名: Spintronics and Core-to-Core Workshop 2017
  • 発表場所: Osaka, Japan
  • 国際学会
• [学会発表] 強磁性Py/反強磁性FeRh/強磁性Py接合におけるスピン波の伝播特性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 宇佐見 喬政, 伊藤 満, 谷山 智康
  • 学会等名: 日本物理学会第72回年次大会
  • 発表場所: 大阪大学・豊中市
• [学会発表] Manipulation of Antiferromagnetic-Ferromagnetic Phase Transition of Ordered FeRh and Beyond (2017)
  • 著者名/発表者名: Tomoyasu Taniyama
  • 学会等名: 3rd Conference on Magnetism and Its Applications (MIA2017)
  • 発表場所: Bangkok, Thailand
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] FeRh細線におけるスピン波励起とその組成依存性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 宇佐見 喬政, 鈴木 一平, 伊藤 満, 谷山 智康
  • 学会等名: 日本物理学会第71回年次大会
  • 発表場所: 仙台市・東北学院大
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] 反強磁性体FeRh細線における電流による磁区制御 (2016)
  • 著者名/発表者名: 松崎 乃里子, 森山 貴広, Kab-Jin Kim, 鈴木 一平, 谷山 智康, 小野 輝男
  • 学会等名: 日本物理学会第71回年次大会
  • 発表場所: 仙台市・東北学院大
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] Atomic Ordering Dependence of Spin Wave Dispersion in Epitaxial Ferromagnetic FeRh Wires (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Usami, I. Suzuki, M. Itoh, T. Taniyama
  • 学会等名: 2nd Conference on Magnetism and Its Applications (MIA 2016)
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 2016-03-01
  • 国際学会
• [学会発表] Exchange Coupling in Epitaxially Grown Multilayers with B2-FeRh (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Yamada, K. Tanikawa, J. Hirayama, T. Kanashima, T. Taniyama, K. Hamaya
  • 学会等名: MMM/Internmag 2016 Joint Conference
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 2016-01-15
  • 国際学会
• [学会発表] Write-Read Operations in Antiferromagnetic Memory Resistor (2016)
  • 著者名/発表者名: N. Matsuzaki, T. Moriyama, K.-J. Kim, I. Suzuki, T. Taniyama, T. Ono
  • 学会等名: MMM/Internmag 2016 Joint Conference
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 2016-01-14
  • 国際学会
• [学会発表] Excitation and Detection of Spin Waves in Ordered FeRh Thin Films (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Usami, I. Suzuki, M. Itoh, T. Taniyama
  • 学会等名: MMM/Internmag 2016 Joint Conference
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 2016-01-12
  • 国際学会
• [学会発表] 純スピン流注入による近藤効果の制御 (2016)
  • 著者名/発表者名: 沖 宗一郎, 黒川 孝幸, 山田 晋也, 金島 岳, 谷山 智康, 浜屋 宏平
  • 学会等名: 第10回物性科学領域横断研究会（領域合同研究会）
  • 発表場所: 神戸大学・神戸市
• [学会発表] FeRh規則合金における磁気相転移とマグネティクス応用の現状と展開 (2016)
  • 著者名/発表者名: 谷山 智康
  • 学会等名: 日本磁気学会第209回研究会
  • 発表場所: 東京・中央大
  • 招待講演
• [学会発表] Long-range Propagation of Magnetostatic Surface Spin Waves in Ordered FeRh Epitaxial Thin Films (2016)
  • 著者名/発表者名: Takamasa Usami, Ippei Suzuki, Mitsuru Itoh, and Tomoyasu Taniyama
  • 学会等名: 61st Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials (MMM2016)
  • 発表場所: New Orleans, USA
  • 国際学会
• [学会発表] Transmission of Spin Waves in Ordered FeRh Films (2016)
  • 著者名/発表者名: Takamasa Usami, Takuya Miyauchi, Kazuki Ichikawa, Mitsuru Itoh, and Tomoyasu Taniyama
  • 学会等名: Visual-JW2016 (iLIM)
  • 発表場所: Osaka, Japan
  • 国際学会
• [学会発表] Spin Wave Transmission in FeRh Thin Films (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Taniyama, T. Usami, and M. Itoh
  • 学会等名: International Workshop on Nano-Spin Conversion Science & Quantum Spin Dynamics (NSCS-QSD)
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 国際学会
• [学会発表] B2 Ordering Dependence of Spin-wave Frequency in Ferromagnetic FeRh Thin Films (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Usami, I. Suzuki, M. Itoh, and T. Taniyama
  • 学会等名: 9th International Conference on Physics and Applications of Spin-Related Phenomena in Solids (PASPS9)
  • 発表場所: Kobe, Japan
  • 国際学会
• [学会発表] Pure Spin Current Transport in a Kondo Alloy Cu(Fe) (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Kurosawa, S. Oki, S. Yamada, T. Kanashima, T. Taniyama, and K. Hamaya
  • 学会等名: 9th International Conference on Physics and Applications of Spin-Related Phenomena in Solids (PASPS9)
  • 発表場所: Kobe, Japan
  • 国際学会
• [学会発表] Tunable Magnetic Phases in Fe-Rh-based Thin Films (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Taniyama
  • 学会等名: EMN Summer Meeting
  • 発表場所: Cancun, Mexico
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 反強磁性体FeRh細線における磁区制御と異方性磁気抵抗効果 (2015)
  • 著者名/発表者名: 松崎 乃里子, 森山 貴広, Kab-Jin Kim, 鈴木 一平, 谷山 智康, 小野 輝男
  • 学会等名: 日本物理学会2015年秋季大会
  • 発表場所: 吹田市・関西大学
  • 年月日: 2015-09-18
• [学会発表] Current Induced Antiferro-ferromagnetic Transition and Anisotropic Magnetoresistance in FeRh Nanowires (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Matsuzaki, T. Moriyama, M. Nagata, K.-J. Kim, I. Suzuki, T. Taniyama, T. Ono
  • 学会等名: 22nd International Colloqium on Magnetic Films and Surfaces (ICMFS)
  • 発表場所: Cracow, Poland
  • 年月日: 2015-07-17
  • 国際学会
• [学会発表] Artficial Control of Magnetic Phase Transition of B2 Ordered FeRh-based Thin Films (2015)
  • 著者名/発表者名: I. Suzuki, R. Iijima, T. Usami, J. Okada, M. Itoh, T. Taniyama
  • 学会等名: New Perspectives in Spintronic and Mesoscopic Physics (NPSMP2015)
  • 発表場所: Kashiwa, Japan
  • 年月日: 2015-06-10
  • 国際学会
• [学会発表] Temperature Controllable Exchange Bias in Fe/FeRh Heterostructures (2014)
  • 著者名/発表者名: I. Suzuki, M. Itoh, and T. Taniyama
  • 学会等名: 59th Annual Magnetism & Magnetic Materials Conference (MMM2014)
  • 発表場所: Hilton Hawaiian Village
  • 年月日: 2014-11-07
• [備考]
  • URL: http://www.msl.titech.ac.jp/~itohlab/
• [備考] http://www.msl.titech.ac.jp/~itohlab/
• [備考] 伊藤・谷山研究室ホームページ
  • URL: http://www.msl.titech.ac.jp/~itohlab/