公募研究
新学術領域研究(研究領域提案型)
本年度は、非磁性金属に誘引した表面弾性波(SAW)のスピン回転結合(SRC)による純スピン流の生成と、そのスピントランスファートルク発現の定量的理解を試みた。SAWフィルタデバイスに非磁性金属 / 強磁性金属２層膜パターンを形成した試料を作製し、(1) SAWの伝播方向と強磁性金属の磁化ベクトルのなす角度、(2) 非磁性金属の電気伝導度および膜厚、(3) 強磁性金属の磁歪および磁化ダンピング係数に対して、SAWフィルタデバイスのマイクロ波吸収量の変化を測定した。以下に今回の研究成果をまとめる。① SAWによる格子変位は、強磁性金属の磁歪や磁気異方性の変調を引き起こし、これがSAWフィルタのマイクロ波透過特性に影響する可能性がある。SRC効果に由来するスピン流生成の実現を示すためには、これらの可能性を排除しなければならない。そこで、強磁性金属の磁化とSAW波数ベクトルの角度を系統的に変化させながらマイクロ波吸収強度を測定した。その結果、SRC理論の予想と同じく両者の角度が0度のときに吸収強度が最大となり、磁歪（25度で最大化）や磁気異方性（90度で最大化）由来の効果ではないことを明確に示すことに成功した。② 電気伝導度の異なるCuとTiで同様の実験を行なったところ、伝道度の高いCuで大きなSRC効果が発現した。さらに、Cu膜厚を200 nmまで増加させた場合、SRC効果が単調増加した。これらの結果は、スピン流強度が電気伝導度に比例し、表面からSAW波長程度（～マイクロメートル）の深さで最大化することを示した理論計算の結果と一致する。③ 磁歪および磁化ダンピング係数が異なるNiFe合金とNiを用いて同様の実験を行なったところ、Niの場合に10倍程度大きなスピントランスファートルクが発生した。この結果は、理論計算では説明ができず、SRCの実デバイス応用に向けて今後解明したい。
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 7件、 招待講演 1件)
IEEJ Transactions on Fundamentals and Materials
巻: 印刷中
130006839832
Applied Physics Express
巻: 9 号: 6 ページ: 063002-063002
10.7567/apex.9.063002
210000137936
IEEE Trans. Magn.
巻: 52 号: 2 ページ: 1-7
10.1109/tmag.2015.2473668
AIP Advances
巻: 6 号: 2
10.1063/1.4941360
Journal of the Magnetics Society of Japan
巻: 39 号: 6 ページ: 221-226
10.3379/msjmag.1510R001
130005108337
