二次元人工磁気格子を用いたスピンの流れ制御と集積化スピン波演算回路への応用

2019 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19H00765
• 研究機関: 豊橋技術科学大学
• 研究代表者: 井上 光輝 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90159997)
• 研究分担者: 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): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: スピン波 / 二次元マグノニック結晶 / マグノニクス

研究実績の概要

今年度は、二次元人工磁気格子ベースのスピン波ロジック回路作製にむけて、前進体積スピン波に対するマグノニック・バンドギャップを発現可能な、二次元マグノニック結晶の設計を行った。設計は、三次元モデルを使った磁化ダイナミクスを計算するとともに、高周波応答を計算することで行った。これに加えて、サブミクロン厚の磁性酸化物膜の作製を行った。さらに、マグノニック結晶作製に必要な重金属の成膜準備を行った。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初予定通り、本研究室で作製可能な二次元マグノニック結晶の設計および作製に必要な構成要素の準備が進んだ。
三次元シミュレーターを用いた計算によるマグノニック結晶の設計を行った。また、申請時に掲げていた現有の成膜装置、磁化特性評価装置等の修理・改造がほぼ完了し、成膜条件の確立が予定通り進んでいる。

今後の研究の推進方策

2019年度に設計した内容をもとに、実際にマグノニック結晶の作製を行い、評価する。二次元スピン波導波路で重要な深いバンドギャップ形成のための構造因子を解明を目指す。

研究成果

• [国際共同研究] Massachusetts Institute of Technology(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: Massachusetts Institute of Technology
• [国際共同研究] Moscow State University/St. Petersburg Electrotechnical Univ.(ロシア連邦)
  • 国名: ロシア連邦
  • 外国機関名: Moscow State University/St. Petersburg Electrotechnical Univ.
• [雑誌論文] 磁気ホログラム記録用熱拡散多層膜記録媒体の開発 (2020)
  • 著者名/発表者名: 中村雄一，林 攀梅，後藤太一，内田裕久，井上光輝
  • 雑誌名: 電気学会論文誌A 巻: 140 (3) ページ: 125～130
  • DOI: 10.1541/ieejfms.140.125
  • 査読あり
• [雑誌論文] Engineering of optical, magneto-optical and magnetic properties of nickel-based one-dimensional magnetoplasmonic crystals (2020)
  • 著者名/発表者名: V. K. Belyaev, D. V. Murzin, A. G. Kozlov, A. A. Grunin, A. S. Samardak, A. V. Ognev, A. A. Fedyanin, M. Inoue, and V. V. Rodionova
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 59 ページ: SEEA08-1～5
  • DOI: 10.35848/1347-4065/ab71df
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Development of Heat Dissipation Multilayer Media for Volumetric Magnetic Hologram Memory (2019)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Nakamura, Pang Boey Lim, Taichi Goto, Hironaga Uchida and Mitsuteru Inoue
  • 雑誌名: Applied Sciences 巻: 9 (9) ページ: 1738-1～12
  • DOI: 10.3390/app9091738
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Nanotube array-based barium titanate?cobalt ferrite composite film for affordable magnetoelectric multiferroics (2019)
  • 著者名/発表者名: Go Kawamura, Kentaro Oura, Wai Kian Tan, Taichi Goto, Yuichi Nakamura, Daisaku Yokoe, Francis Leonard Deepak, Khalil El Hajraoui, Xing Wei, Mitsuteru Inoue, Hiroyuki Muto, Kazuhiro Yamaguchi, Aldo R. Boccaccini and Atsunori Matsuda
  • 雑誌名: Journal of Materials Chemistry C 巻: 7 (32) ページ: 10066～10072
  • DOI: 10.1039/c9tc02442e
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Recording and reconstruction of volumetric magnetic hologram using multilayer medium with heat dissipation layers (2019)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Nakamura, Pang Boey Lim, Taichi Goto, Hironaga Uchida, and Mitsuteru Inoue
  • 雑誌名: Optics Express 巻: 27 (20) ページ: 27573～27579
  • DOI: 10.1364/OE.27.027573
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tunable multimodal magnetoplasmonic metasurfaces (2019)
  • 著者名/発表者名: A. I. Musorin, A. V. Chetvertukhin, T. V. Dolgova, H. Uchida, M. Inoue, B. S. Luk’yanchuk,, and A. A. Fedyanin
  • 雑誌名: APPLIED PHYSICS LETTERS 巻: 115 ページ: 151102-1～5
  • DOI: 10.1063/1.5124445
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Three port logic gate using forward volume spin wave interference in a thin yttrium iron garnet film (2019)
  • 著者名/発表者名: Taichi Goto, Takuya Yoshimoto, Bungo Iwamoto, Kei Shimada, Caroline A. Ross, Koji Sekiguchi, Alexander B. Granovsky, Yuichi Nakamura, Hironaga Uchida and Mitsuteru Inoue
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 9 ページ: 16472-1～11
  • DOI: 10.1038/s41598-019-52889-w
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] 磁気ホログラムメモリ用多層膜記録媒体の開発 (2020)
  • 著者名/発表者名: 中村 雄一, Lim Pang Boey, 後藤 太一, 内田 裕久, 井上 光輝
  • 学会等名: IEEE MAGNETICS Soc. Nagoya Chapter 若手研究会
• [学会発表] 磁性ガーネットを用いたキロワット出力スピン制御レーザーの開発 (2020)
  • 著者名/発表者名: 後藤 太一，中村 雄一，内田 裕久，ミナ マニ，平等 拓範，井上 光輝
  • 学会等名: IEEE MAGNETICS Soc. Nagoya Chapter 若手研究会
• [学会発表] Q-switch using magneto-optical garnet film for holographic application (2020)
  • 著者名/発表者名: Taichi Goto, Shutaro Nakata, Yuichi Nakamura, Hironaga Uchida, Mitsuteru Inoue
  • 学会等名: SPIE Photonics West2020
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] スピン制御レーザーの出力増大磁性ガーネットの磁気光学効果の動的評価 (2020)
  • 著者名/発表者名: 青木健，後藤太一，中田周太朗，中村雄一，内田裕久，井上光輝
  • 学会等名: 電気学会マグネティックス研究会
• [学会発表] Ga 置換が Bi 高置換ガーネットの特性に及ぼす影響 (2020)
  • 著者名/発表者名: 田中健太，中村雄一，内田裕久，Lim Pang Boey，後藤太一， 井上光輝
  • 学会等名: 電気学会マグネティックス研究会
• [学会発表] 周期多層膜構造の縦スピンゼーベック出力への影響 (2020)
  • 著者名/発表者名: 中村雄一，滝川 新，後藤太一，内田裕久，井上光輝
  • 学会等名: 電気学会全国大会
• [学会発表] 磁性グラニュラ薄膜の磁気光学センサへの応用に向けた検討 (2020)
  • 著者名/発表者名: 西本光佑，北原 旭，橋本良介，後藤太一，中村雄一，Pang Boey Lim，内田裕久，井上光輝
  • 学会等名: 電気学会全国大会
• [学会発表] 正方配列Au粒子/Bi:YIG複合構造体におけるファラデー効果のFDTDシミュレーション (2020)
  • 著者名/発表者名: 板橋悠人，Surya-Priasmoro Ilham，髙田一紀，水戸慎一郎，Andrey Fedyanin，後藤太一，中村雄一，Pang Boey Lim，内田裕久，井上光輝
  • 学会等名: 電気学会全国大会
• [学会発表] 磁気ホログラムメモリ用Bi置換希土類鉄ガーネットの特性評価 (2020)
  • 著者名/発表者名: 中村雄一，是川真吾，田中健太，後藤太一，Pang Boey Lim，内田裕久，井上光輝
  • 学会等名: 電子情報通信学会 2020年総合大会
• [学会発表] Magnetic phase interference in artificial magnetic lattices (2019)
  • 著者名/発表者名: Mitsuteru Inoue
  • 学会等名: METANANO 2019
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 高;効率スピン波励起のためのコプレーナ線路の作製（II） (2019)
  • 著者名/発表者名: 岩本文吾，後藤太一，中村雄一;，内田裕久，井上光輝
  • 学会等名: 電気学会マグネティックス研究会
• [学会発表] 前進体積スピン波を用いた一次元マグノニック結晶の作製 (2019)
  • 著者名/発表者名: 後藤太一，中村雄一，内田裕久，井上光輝
  • 学会等名: 電気学会マグネティックス研究会
• [学会発表] 非飽和状態における磁性ガーネットの高周波磁気応答 (2019)
  • 著者名/発表者名: 高口拓己，後藤太一，中村雄一，内田裕久，井上光輝
  • 学会等名: 電気学会マグネティックス研究会
• [学会発表] スピンゼーベック出力精密評価のための温度評価方法の検討 (2019)
  • 著者名/発表者名: 豊田雄大，中村雄一，後藤太一，林攀梅，内田裕久，井上光輝
  • 学会等名: 電子情報通信学会 電子部品・材料研究会（CPM）
• [学会発表] CoドープMn3Ga 反強磁性ホイスラー合金の交換バイアス効果 (2019)
  • 著者名/発表者名: 吉原優紀，エルフィック ケルビン，内田裕久，井上光輝，廣畑貴文
  • 学会等名: 第43回 日本磁気学会学術講演会
• [学会発表] 非破壊検査用磁気光学センサのためのグラニュラ薄膜の作製 (2019)
  • 著者名/発表者名: 西本光佑，北原 旭，橋本良介，後藤太一，中村雄一，Pang Boey Lim，内田裕久，井上光輝
  • 学会等名: 第43回 日本磁気学会学術講演会
• [学会発表] Logic gates using spin waves (2019)
  • 著者名/発表者名: T. Goto
  • 学会等名: 第43回 日本磁気学会学術講演会
• [学会発表] 正方配列Au粒子/Bi:YIG複合構造体におけるファラデー効果および極カー効果のFDTDシミュレーション (2019)
  • 著者名/発表者名: 板橋悠人，Ilham Surya Priasmoro，髙田一紀，水戸慎一郎，Andrey Fedyanin，後藤太一，中村雄一，P. B. Lim，内田裕久，井上光輝
  • 学会等名: 第43回 日本磁気学会学術講演会
• [学会発表] マイクロレンズアレイを用いた磁気光学3 次元ディスプレイの高視野角化と像拡大化 (2019)
  • 著者名/発表者名: Altankhuyag Khishig-Ochir，木村陽太，伊藤誉敏，堀米秀嘉，後藤太一，中村雄一，Lim Pang Boey，内田裕久，井上光輝
  • 学会等名: 第43回 日本磁気学会学術講演会
• [学会発表] 磁気ホログラムメモリ記録媒体としての(Bi,Dy,Y)3(Fe,Al)5O12および(Bi,Nd)3(Fe,Ga)5O12の磁化特性及び磁気光学特性評価 (2019)
  • 著者名/発表者名: 田中健太，後藤 太一，中村雄一，内田裕久，井上光輝
  • 学会等名: 電気学会マグネティックス研究会
• [学会発表] Performance of Nd0.5Bi2.5Fe4.0Ga1.0O12 Films as Recording Media for Magnetic Hologram Memory (2019)
  • 著者名/発表者名: Kenta Tanaka, Yuichi Nakamura, Taichi Goto, Pang Boey Lim, Hironaga Uchida, Mitsuteru Inoue
  • 学会等名: Imaging, Sensing, and Optical Memory 2019 (ISOM'19)
  • 国際学会
• [学会発表] Fabrication and properties of oxide thermoelectric thick film elements by aerosol deposition method (2019)
  • 著者名/発表者名: NAKAMURA Yuichi, INOUE Mitsuteru
  • 学会等名: The 13th Pacific Rim Conference of Ceramic Societies (PACRIM13)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Iron garnet base artificial magnetic lattices and applications (2019)
  • 著者名/発表者名: Mitsuteru Inoue
  • 学会等名: 12th International Conference on Ferrites (ICF12)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Design and Properties of Heat Dissipation Multi-Layered Media for Magnetic Hologram Memory (2019)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Nakamura, Taichi Goto, Pang Boey Lim, Hironaga Uchida, and Mitsuteru Inoue
  • 学会等名: IWH2019
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 磁気光学と応用デバイス・システム (2019)
  • 著者名/発表者名: 井上光輝
  • 学会等名: 電磁材料研究所講演会
  • 招待講演
• [学会発表] 人工磁気格子と光デバイス・システム応用 (2019)
  • 著者名/発表者名: 井上 光輝, 中村 雄一, Lim Pang Boey, 後藤 太一, 内田 裕久
  • 学会等名: 電気学会マグネティックス研究会
  • 招待講演
• [学会発表] 磁気ホログラムメモリ用多層膜記録媒体の作製と評価 (2019)
  • 著者名/発表者名: 中村雄一，後藤太一，林 攀梅，内田裕久，井上光輝
  • 学会等名: 電子情報通信学会 磁気記録・情報ストレージ研究会（MRIS）
  • 招待講演
• [学会発表] Design and Properties of Heat Dissipation Multi-Layered Media for Magnetic Hologram Memory (2019)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Nakamura
  • 学会等名: モスクワ大学講演会
  • 国際学会 / 招待講演
• [備考] 豊橋技術科学大学 スピン・エレクトロニクスグループ
  • URL: http://www.spin.ee.tut.ac.jp/index.html