| 研究課題/領域番号 |
17K06401
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| 研究機関 | 日本大学 |
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研究代表者 |
大貫 進一郎 日本大学, 理工学部, 教授 (80386002)
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| 研究分担者 |
山口 隆志 地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター, 開発本部開発第三部生活技術開発セクター, 副主任研究員 (30560130)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 複合物理解析 / 電磁界解析 / 有限差分法 / 磁化のダイナミクス / スピン波 / マルチスケールモデリング / マックスウェル方程式 / LLG方程式 |
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| 研究実績の概要 |
１）広帯域複合物理計算法の開発：平成30年度に開発した複合物理解析法では、電磁波と磁化との相互作用を安定的に解析するために、空間離散間隔に応じて時間離散間隔を制限する必要がある。電磁波とスピン波の複合物理解析においては、電磁界に比べて磁化の空間離散間隔が一般的に小さくなる。これに伴い時間離散間隔も小さくなり、結果として時間応答波形を求める計算コストが膨大となる問題に直面した。今年度は、電磁界の空間離散間隔を段階的に変化させ、磁化の相互作用を解析できるマルチスケールモデリング法を開発した。これにより、時間離散間隔の制限が緩和され、計算コストの削減が可能となった。開発法を用いることで、計算精度は一定のまま、コンピュータ１台あたり、最大で20倍の高速化を実現した。併せて、数値逆ラプラス変換を用いて、磁化との相互作用を考慮した超高精度な電磁波の時間応答参照界を導出した。この界を利用することで、様々な数値解析法の信頼性を検証することが可能となった。
２）スピン波励起及び伝搬制御に関する研究：今年度開発したマルチスケールモデリング法を用いて、ナノスケールの磁性体における電磁界との相互作用を検証した。磁化間の交換相互作用を考慮した解析により、電磁波照射によるスピン波励起、選択的なスピン波モード励起及び分離、磁性体内のスピン波伝搬などを、複合物理解析により検証した。また、磁性膜外部に生じる磁界を測定することで、磁性体内に励起したスピン波検出の可能性を明らかにし、磁化特性の新規非接触計測法を提案した。
３）研究協力者である中川活二教授の協力の下、磁性ガーネット薄膜を作成し、磁気異方性および磁気のダイナミクスの測定から、実験的にスピン波励起を検証した。シミュレーション設計した測定回路及びベクトルスペクトラムアナライザを用いた実験により、磁性膜中のスピン波励起、スピン波伝搬の可能性を明らかにした。
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