時間分解X-FMRイメージングによる交流スピン流のダイナミクス解明

2019 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17H04920
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 電子・電気材料工学
• 研究機関: 公益財団法人高輝度光科学研究センター
• 研究代表者: 大河内 拓雄 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 分光・イメージング推進室, 主幹研究員 (00435596)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: マイクロ波共鳴 / 強磁性共鳴 / 光電子顕微鏡 / 時間分解計測 / イメージング / 磁気ダイナミクス / 放射光

研究成果の概要

次世代の高速・省エネの通信デバイスの開発に資するべく、理論的に非熱的な「スピン流」を信号とするデバイス開発に役立つ「実空間」「実時間」「元素選択的」なX線強磁性共鳴イメージング手法の開発を行った。最も困難とされる、高圧レンズシステム近傍でのマイクロ波入力を想定した試料ホルダを開発し、マイクロ波入力下での光電子顕微鏡観察が可能であることを実証した。実試料での時間分解計測には至っていないが、実用化に向けた方針を切り拓くことができた。

自由記述の分野

物性物理、放射光科学、磁性

研究成果の学術的意義や社会的意義

本課題では、高速・省エネの新規磁気通信デバイスの開発を狙いとして、微細加工された磁性材料における磁化歳差運動の伝搬を「実時間で」「元素選択的に」とらえることを目指した研究開発を行った。これにより、構成元素に特徴的な運動状態を解析するとともに、実空間解析でしか分からない「欠陥による特性劣化を含めた解析」「微小領域の狙い撃ち解析」などもでき、理想系・単一材料系からの見解とのギャップを埋めた知見が得られる。本研究の成果を活かしてスピン運動のピンポイント計測「時間分解X-FMRイメージング法」を世界に先駆けて標準化し、グリーンデバイス開発を世界規模で加速させていきたい。