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磁気モーメントの波である「スピン波」は周波数・位相・強度などの情報を有しており、それらを制御したり干渉させることによって、様々な論理演算を行うことができる。従来のスピン波論理演算素子は磁場やスピントルクなど電流によって励起・制御されるものがほとんどであり、演算操作に大きな電力を消費してしまう。
本研究では、代表者がこれまでに行ってきた電圧誘起磁気異方性制御技術を応用することで、電圧によってスピン波を生成、強度・位相制御を行う新しい技術の開発に取り組む。本年度は、昨年度得られたPt/Co/MgO系において得られた電圧効果によるスピン波の変調から、スピン波のロジック演算に必要な180度位相を反転させるの必要な電圧効果を理論的に見積もった。その結果、これまで報告されている電圧効果の範囲で十分実現可能である事がわかった。
またFeCoB/Ru/FeCoBの人工反強磁性体におけるスピン波伝搬の観測を行った。この系では、上下の強磁性体が非磁性層を介した反強磁性的な層間交換結合に加えて、スピン波が存在する時には双極子磁場による相互作用のために、単層の強磁性体とは異なるスピン波の特性を有する事がわかった。具体的には、磁場を加える方向によって、スピン波の分散関係が波数に対して非対称となり、巨大に非相反周波数シフトが観測された。これは、これまで報告されていたジャロシンスキー守谷相互作用による周波数シフトに比べても非常に大きな効果であった。
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