| 研究実績の概要 |
フェーズドアレイ動作に不可欠な、二次元平面内での等方的なスピン波伝搬を確認するために、超高真空スパッタ装置を使用して面内磁化膜PyおよびCoFeBを含む金属多層膜試料を作製した。電気プローバーの電磁石によって磁場を膜面垂直方向に印加し、磁化を垂直に立てた状態を作りだし、スピン波伝搬の高速電気検出をすることで金属系におけるスピン波伝搬モードを観測することに成功した。伝搬速度は面内伝搬モードに比べると小さいものの、金属材料でも等方的伝搬を確保できることをあきらかにした。
また、平面でのスピン波伝搬による波面を調べるため、長距離伝搬が可能となる単結晶鉄を用いてスピン波の波面を調べた。その結果、エッジ効果による多重散乱によって波面が変調を受けることが明らかになった。ピラー構造だけでなく、試料境界を利用した波面制御もできることがわかった。一方、磁性多層膜からなるナノピラーをシリコン基板上に複数個並べて微細加工しているが、全てがスピントルク発振するフェーズドアレイ動作には至らなかった。スピン波二次元放射実験に関するピラー制御性・歩留まりが本研究最大の関門となることがわかった。
一方、ガーネットを使用することで、フェーズドアレイ動作を模した多入力スピン波励起実験をすることができた。これら多入力での入力ディレイをつけることで出力値での重ね合わせ状態を制御することができ、論理回路OR,AND,NAND,NORを実現できることを証明できた。フェーズドアレイ型動作によるマグノン伝搬制御に関する、基礎実験をすることができた。これらはＣＭＯＳ回路とは異なり、単一素子でNAND回路を実現する長所を持っていた。フェーズドアレイ型デバイスの有用性を証明することができた。
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