| 研究実績の概要 |
ナノスケール構造体におけるマグノン伝搬の詳細な知見はナノマグノニクスの発展に必要であり、バルクでは生じない新規スピン現象を創出できると期待されている。本研究の成果によってナノ・マイクロスケールで加工した試料においてマグノン伝搬に対するエッジ効果を明瞭にとらえることができた。このエッジ効果によって、外部磁場を必要とせずに論理NAND, NOR, PASS, NOT, OR, AND, XORを提案する大きな成果を挙げ、界面・エッジでのマグノン挙動を利用した初めての実績を挙げることができた。一方、波動性を利用した演算素子は複雑性の故にあまり開発されていなかったが、我々はガーネットを用いることで多入力多出力演算を実現することができた。単一素子でNANDなどを作製できるマグノン演算は従来の電子演算器にはない利点であり、集積化構造の大幅な簡略化につながる成果である。
基礎学理の研究という観点では、ブリルアン散乱分光装置によって超薄膜Coにおけるマグノン分散関係の検出に成功した。複合界面を利用したスピン流の効果（ジャロシンスキー守谷相互作用）によってマグノン分散関係は大きく変調を受け、キャリア制御における積層構造ナノ界面の重要性をあきらかにすることができた。Pt, Taなどスピン軌道相互作用の強い金属を用いた複合ナノ界面では、スピン変換によってスピン波振幅増幅効果があることを検出できた。従来技術を使った非線形磁気ソリトン成長の基礎的成果を上げることができたので、本研究の技術を組み合わせることで界面トポロジー制御による磁気ソリトンの伝搬特性変調など将来的な外部制御の基礎を築いた。
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