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2011 年度 研究成果報告書

コヒーレント位相スピントランスファーマイクロ波発振磁性体の開発

研究課題

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研究課題/領域番号 21246049
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 電子・電気材料工学
研究機関東北大学

研究代表者

佐橋 政司  東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20361123)

研究分担者 土井 正晶  東北学院大学, 工学部・電子工学科, 教授 (10237167)
三宅 耕作  東北大学, 大学院・工学研究科, 助教 (20374960)
研究期間 (年度) 2009 – 2011
キーワード電気・電子材料(半導体、誘電体、磁性体、超誘電体、有機物、絶縁体、超伝導体など) / マイクロ波発振磁性体
研究概要

1~2nmφの強磁性金属ナノ接点を複数個含む独自考案のNOL(Nano-Oxide Layer)を用い、安定した強磁性ナノ接点部をもつスピンバルブ薄膜素子を作製、その接点領域に閉じ込められたナノ狭窄磁壁による磁気抵抗を利用した新規なマイクロ波発振磁性体の開発に取り組み、ナノ接点磁壁型磁気抵抗素子におけるスピントルク発振は、ナノ接点に狭窄された磁壁駆動であることを理論と実験より明らかにした。スピン偏極層と発振層の磁化配置が反平行に近い磁化配置における高周波発振(強磁性共鳴周波数)において、0. 13%のダイナミック磁気抵抗と磁気抵抗換算発振出力0. 2μW(Q=600)を得ることに成功した。また、発振層が磁気渦構造となる磁化配置において、世界で最も高いダイナミック磁気抵抗(2. 5%)と磁気抵抗換算にして世界最高の発振出力1μW(Q=200)を得ることにも成功した。これらの発振は、Auto-Oscillationモデルにより説明することが可能であり、閾値電流を下げ、投入電流を増やすことで更なる高出力化と高Q化を図ることが出来ることが明らかとなった

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2012 2011 2009 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (1件) 図書 (1件) 備考 (1件) 産業財産権 (2件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Spin wave modes in magnetic nanodisks under in-plane magnetic field2012

    • 著者名/発表者名
      T. Kaneko, S. M. Noh, K. Miyake, M. Sahashi, and H. Imamura
    • 雑誌名

      Mesoscale and Nanoscale Physics

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spintransfer torque driven ferromagnetic resonance in nano-contact magnetoresistive devices and its characteristics2011

    • 著者名/発表者名
      Y. Okuotmi, K. Miyake, M. Doi, H. N. Fuke, H. Iwasaki, and M. Sahashi
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 109 ページ: 07C727

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Damping Constant Influence on Spin Dynamics in Field Generating Layer of STO for MAMR Writing Head2011

    • 著者名/発表者名
      S. Noh, D. Monma, K. Miyake, M. Doi, and M. Sahashi
    • 雑誌名

      Journal of Physics : Conference Series

      巻: 266 ページ: 012061

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin Dynamics in Ferromagnetic Resonance for Nano-Sized Magnetic Dot Arrays : Metrology and Insight Into Magnetization Dynamics2011

    • 著者名/発表者名
      S. Noh, D. Monma, K. Miyake, M. Doi, T. Kaneko, H. Imamura, and M. Sahashi
    • 雑誌名

      IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS

      巻: 47 ページ: 2387

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Oxidation and Annealing Process : Morphological Change and Nanocontact MR in Spin Valves With FeCo. AlOx NOL Spacer2011

    • 著者名/発表者名
      Y. Shiokawa, M. Shiota, Y. Watanabe, T. Otsuka, M. Doi, and M. Sahashi
    • 雑誌名

      IEEETRANSACTIONS ON MAGNETICS

      巻: 47 ページ: 3470

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Study on High Frequency 3D Magnetization Precession Modes of Circular Magnetic Nano-Dots using CPW VNA FMR(invited)

    • 著者名/発表者名
      K. Miyake, S. M. Noh, T. Kaneko, H. Imamura, and M. Sahashi
    • 雑誌名

      EEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS

      巻: (掲載決定)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Modification of Magnetic Nanocontact Structure by a Bias-Voltage-Induced Stress and its Influence on Magnetoresistance Effect in TaOx Nano-Oxide Layer Spin Valv

    • 著者名/発表者名
      K. Miyake, Y. Saki, A. Suzuki, S. Kawasaki, M. Doi, and M. Sahashi
    • 雑誌名

      Japanese Journal of applied physics

      巻: (掲載決定)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Demonstration of magnetoelectric effect in ultrathin Cr2O3/Fe2O3 nano-oxide layer by training effect

    • 著者名/発表者名
      Naoki Shimomura, Kazuya Sawada, Tomohiro Nozaki, Masaaki Doi, and Masashi Sahashi
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett

      巻: (掲載決定)

    • 査読あり
  • [学会発表] NCMR based spin-torque microwave generator and detector with high signal purity2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Kozono , Y. Okutomi , K. Miyake , S. Hashimoto , H. Iwasaki , and M. Sahashi
    • 学会等名
      The 19th International Conference on Magnetism
    • 発表場所
      Busan, Korea
    • 年月日
      2012-07-10
  • [図書] スピントロニクスの基礎と材料・応用技術の最前線2009

    • 著者名/発表者名
      佐橋政司・土井正晶・三宅耕作
    • 総ページ数
      229-247
    • 出版者
      シーエムシー出版
  • [備考]

    • URL

      http://www.ecei.tohoku.ac.jp/sahashi/index

  • [産業財産権] MAGNETIC RECORDING MEANS AND MAGNETIC RECORDING SYSTEM2012

    • 発明者名
      Mikio Matsuzaki, Koichi Shinohara, Tatsuo Shibata, Masashi Sahashi, Tomohiro Nozaki
    • 権利者名
      TDK Corporation
    • 産業財産権番号
      特許、U. S. Provisional Patent Application Serial No.: 61/614, 646
    • 出願年月日
      2012-03-23
    • 外国
  • [産業財産権] マイクロ波発振素子2011

    • 発明者名
      佐橋政司、土井正晶、今村裕志
    • 権利者名
      産業技術総合研究所
    • 産業財産権番号
      特許、特願2008-280431
    • 出願年月日
      20111200

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公開日: 2013-07-31  

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