2018 年度研究成果報告書

磁壁のスピン波制御

研究課題

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研究課題/領域番号	17K19029
研究種目	挑戦的研究(萌芽)
配分区分	基金
研究分野	ナノマイクロ科学およびその関連分野
研究機関	豊橋技術科学大学
研究代表者	後藤太一豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (00721507)
研究期間 (年度)	2017-06-30 – 2019-03-31
キーワード	スピン波 / 磁壁 / 磁気ドメイン / 強磁性共鳴
研究成果の概要	磁壁に，磁気の波である『スピン波』を流すことで，右や左に磁壁が移動するか，を明らかにすることが最終的な目的である。工学的に見て，絶縁体中の磁壁がスピン波で思い通りに制御ができるようになれば，磁気で磁気の情報をシフト出来るようになり，電気と違って密集した配線が不要で，様々なものに応用できる。しかし，実証例は無く，磁壁の移動も確認されておらず，実験的根拠がない。磁壁の移動は一般的なスピン波に比べて遥かに遅く，これまで広く実験されてきた系では難しいと考えた。そこで，電気を流さない磁性絶縁体中を流れるスピン波と磁壁の関係をナノ・マイクロスケールの試料，観察を用いて明らかにした。
自由記述の分野	ナノ・マイクロシステム
研究成果の学術的意義や社会的意義	私は絶縁磁性体中の磁壁の消失と発生を制御し，光の偏光面状態を高速で切り替えることで，世界で初となる磁壁を使ったQスイッチレーザーを2016年に実証・発表されている。当該レーザー開発の中で，レーザーの出力される周波数（繰り返し周波数）は，100kHzを超えられず，情報処理デバイス応用には障壁がある。本件は，これまで具体の対策がなかった。そこで，着目したのが，電流による磁壁制御である。磁壁のある導体磁性体に電流を流すと，磁壁は移動する。これを絶縁磁性体に適用できれば，アレイ化技術と組み合わせて，レーザーの繰り返し周波数をMHzオーダに増大でき，社会での小型のレーザーの活躍範囲が広がると考えられる。