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2023 年度 実績報告書

コヒーレント磁気弾性強結合状態に基づく高効率スピン流生成手法の開拓

研究課題

研究課題/領域番号 19H05629
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

大谷 義近  国立研究開発法人理化学研究所, 創発物性科学研究センター, チームリーダー (60245610)

研究分担者 小川 直毅  国立研究開発法人理化学研究所, 創発物性科学研究センター, チームリーダー (30436539)
近藤 浩太  国立研究開発法人理化学研究所, 創発物性科学研究センター, 上級研究員 (60640670)
Puebla Jorge  国立研究開発法人理化学研究所, 創発物性科学研究センター, 研究員 (60753647)
一色 弘成  東京大学, 物性研究所, 助教 (80812635)
研究期間 (年度) 2019-06-26 – 2024-03-31
キーワード磁気弾性結合 / 強結合 / スピン流 / エデルシュタイン効果
研究実績の概要

In the past fiscal year, we dedicated significant effort to demonstrating the strong coupling between surface acoustic waves (phonons) and spin waves (magnons). We designed and fabricated surface acoustic wave devices incorporating acoustic reflectors to form an acoustic cavity. This cavity effectively reduces phonon losses, while our devices utilize a ferromagnetic layer with low magnetic damping. Through careful engineering of our magneto-acoustic wave devices, we achieved the groundbreaking observation of strong magnon-phonon coupling in an on-chip device at room temperature, a first-of-its-kind worldwide. Our achievement was published in Physical Review Letters (Physical Review Letters 132 (5), 056704, 2024) and was selected as an Editor's suggestion, and earned a spot on the front cover of the journal issue. Furthermore, it produced highlights in Science Magazine and RIKEN. We believe that our demonstration of strong magnon-phonon coupling paves the way for exciting advancements in wave-based information and communication technologies, opening up intriguing avenues for further research and development.

現在までの達成度 (段落)

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 9件、 招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Strongly Coupled Spin Waves and Surface Acoustic Waves at Room Temperature2024

    • 著者名/発表者名
      Hwang Yunyoung, Puebla Jorge, Kondou Kouta, Gonzalez-Ballestero Carlos, Isshiki Hironari, Munoz Carlos Sanchez, Liao Liyang, Chen Fa, Luo Wei, Maekawa Sadamichi, Otani Yoshichika
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 132 ページ: 056704-1~5

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.132.056704

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Acoustically Driven Magnon-Phonon Coupling in a Layered Antiferromagnet2023

    • 著者名/発表者名
      Lyons Thomas P., Puebla Jorge, Yamamoto Kei, Deacon Russell S., Hwang Yunyoung, Ishibashi Koji, Maekawa Sadamichi, Otani Yoshichika
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 131 ページ: 196701-1~6

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.131.196701

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Valley-Selective Phonon-Magnon Scattering in Magnetoelastic Superlattices2023

    • 著者名/発表者名
      Liao Liyang, Puebla Jorge, Yamamoto Kei, Kim Junyeon, Maekawa Sadamichi, Hwang Yunyoung, Ba You, Otani Yoshichika
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 131 ページ: 176701-1~6

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.131.176701

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Nonlinear Acoustic Spin Pumping Caused by Temperature-Dependent Frequency Shifts of Surface Acoustic Waves2023

    • 著者名/発表者名
      Hwang Yunyoung, Puebla Jorge, Kondou Kouta, Munoz Carlos Sanchez, Otani Yoshichika
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 92 ページ: 094702-1~5

    • DOI

      10.7566/JPSJ.92.094702

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Acoustically Driven Magnon-Phonon Coupling in a Layered Antiferromagnet2024

    • 著者名/発表者名
      J. Puebla, T.P. Lyons, K. Yamamoto, R.S. Deacon, Y. Hwang, K. Ishibashi, S. Maekawa, & Y. Otani,
    • 学会等名
      APS March Meeting, Minneapolis, USA, March 2024.
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Strong coupling between spin waves and surface acoustic wave2024

    • 著者名/発表者名
      Y. Hwang, J. Puebla, K. Kondou, C. Gonzalez-Ballestero, H. Isshiki, C. Sanchez Munoz, L. Liao, F. Chen, W. Luo, S. Maekawa, & Y. Otani
    • 学会等名
      APS March Meeting, Minneapolis, USA, March 2024.
    • 国際学会
  • [学会発表] Valley-selective phonon-magnon scattering in magnetoelastic superlattices2023

    • 著者名/発表者名
      L. Liao, J. Puebla, K. Yamamoto, J. Kim, S. Maekawa, Y. Hwang, Y. Ba, & Y. Otani
    • 学会等名
      5th International Workshop on Spintronic Memory and Logic, SML, Beijing, China, Oct. 2023.
    • 国際学会
  • [学会発表] Observation of the coupled magnon-phonon mode splitting in a surface acoustic wave cavity device2023

    • 著者名/発表者名
      Y. Hwang, J. Puebla, K. Kondou, C. Gonzalez-Ballestero, C. Sanchez Munoz, H. Isshiki, L. Liao, F. Chen, W. Luo, S. Maekawa, & Y. Otani
    • 学会等名
      JEMS 2023, Madrid, Spain, Aug. 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] Spin conversion research towards novel spintronic functionalities2023

    • 著者名/発表者名
      Y. Otani
    • 学会等名
      MML 2023, Seoul, Korea, Jul. 2023.
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Strongly coupled surface acoustic waves and spin waves in a ferromagnetic thin film2023

    • 著者名/発表者名
      Y. Hwang, J. Puebla, K. Kondou, K. Yamamoto, S. Maekawa, & Y. Otani
    • 学会等名
      MML 2023, Seoul, Korea, Jul. 2023.
    • 国際学会
  • [学会発表] Resonant absorption of surface acoustic waves in magnetic thin films2023

    • 著者名/発表者名
      J. Puebla, Y. Otani
    • 学会等名
      Workshop on Interdisciplinary Spin Physics, Sendai, Japan, Jun. 2023.
    • 招待講演
  • [学会発表] Magnon-phonon coupling in a layered antiferromagnet2023

    • 著者名/発表者名
      J. Puebla, Y. Otani
    • 学会等名
      INTERMAG 2023, Sendai, Japan, May 2023
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Observation of Coupled Magnon-Phonon Mode Anticrossing in a Two-Port Surface Acoustic Wave Resonator2023

    • 著者名/発表者名
      Y. Hwang, J. Puebla, K. Kondou, K. Yamamoto, S. Maekawa, & Y. Otani
    • 学会等名
      INTERMAG 2023, Sendai, Japan, May 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] “Nonreciprocal Surface Acoustic Wave Propagation Enabled by Out-of-Plane Magnetization2023

    • 著者名/発表者名
      L. Liao, J. Puebla, J. Kim, Y. Hwang, Y. Otani
    • 学会等名
      INTERMAG 2023, Sendai, Japan, May 2023
    • 国際学会
  • [備考] 東京大学大谷研究室 & 理化学研究所量子ナノ磁性研究チーム

    • URL

      https://otaniqnm.com/

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公開日: 2024-12-25  

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