電圧制御型スピン波演算素子の要素技術開発

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16H05977
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 応用物性
• 研究機関: 京都大学 (2017-2018); 国立研究開発法人産業技術総合研究所 (2016)
• 研究代表者: 塩田 陽一 京都大学, 化学研究所, 助教 (70738070)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: スピントロニクス / スピン波 / 磁化ダイナミクス / 電圧効果

研究成果の概要

本研究では、強磁性体金属における電圧効果を利用したスピン波デバイスの開発を目的に研究を行った。まず高周波電圧によって磁気共鳴を励起した時、特異な軌道を描く歳差運動が観測された。この非線形現象を理解することは、電圧によるスピン励起に向けて重要な知見であると思われる。次にPt/Co/MgO系において、スピン波伝搬に対する電圧効果を評価した。さらに、得られた結果を元にスピン波ロジック演算操作に必要な電圧変調量を計算した。

自由記述の分野

スピントロニクス

研究成果の学術的意義や社会的意義

スピン波論理演算素子はその波動性制御により多端子素子を含めた様々な機能性付与と低損失な情報伝送が可能であると期待されている一方、スピン波の生成、制御に大きな電流通電を必要とする点が課題となっている。本研究では従来の電流制御を一掃し、全電圧制御型のスピン波論理演算素子の原理実証を行うことで低駆動電力化への有効性を示す。
電圧によるスピン波生成、伝搬制御の実現は、低消費電力な論理演算素子の応用化を推進することができると期待される。