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2018 年度 研究成果報告書

準周期構造を利用したトポロジカルスピン波デバイスの開発

研究課題

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研究課題/領域番号 16K04881
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 ナノ構造物理
研究機関福岡大学

研究代表者

中山 和之  福岡大学, 理学部, 助教 (80602721)

研究分担者 冨田 知志  東北大学, 理学研究科, 助教 (90360594)
研究協力者 眞砂 卓史  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードメタマテリアル / スピン波 / 準周期 / トポロジー
研究成果の概要

準周期構造を持つマグノニック結晶を用いたスピン波の伝播特性を研究した。パーマロイ・ニッケルを材料として、ストライプ・グレーテング構造についてLLG方程式を数値的に解き、バンド構造及び固有モードの解析を行った。異なる準周期配列を連結させた準周期マグノニック結晶の境界面に局在状態が出現するという興味深い構造を見出した。
スピン波の特性を評価をするには、CPWアンテナを用いたSパラメータ測定法について検討する必要がある。そこでスピン波検出で用いられるアンテナの構造特性について実験的・数値的研究を行った。結果としてアンテナ幅によってスピン波の非相反性が制御可能であるという興味深い知見が得られた。

自由記述の分野

量子エレクトロニクス

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年、スピン流を利用した情報処理機能デバイスの開発や超省電力情報伝送技術の開発が活発である。特にマグノンを利用したスピン波スピン流は、電子の流れを伴わず発熱を抑えることができるため、超省エネ技術の基盤研究として注目を集めている。本研究によって強磁性膜の質や人工構造体の作製精度に対する制約の少ない、スピン波デバイスの実現に向けた基盤技術を提供し、スピントロニクス、マグノニクスなど、スピン波を利用する幅広い研究分野への波及効果を与えることが期待される。

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公開日: 2020-03-30  

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