研究課題
次世代スピン電子素子において、スピン電気信号の高速変調・増幅・反転作用は必須の機能であり、磁性体を流れるスピン流が励起するスピン波を用いた機能の実現が期待されている。本研究は、透過型電子顕微鏡を用いたその場計測法を駆使し、スピン流が誘起するスピン波の特性を微視的に解明し、スピン流スピン波を用いた磁化ダイナミクスの制御方法を確立することを研究目的とする。本年度は、(1)磁気異方性を制御したパーマロイ細線の作製、(2)パーマロイ細線におけるスピン流スピン波特性の微視的解析の研究項目を設定し、研究を進展させた。まず、磁気異方性を制御したパーマロイ細線の作製方法を確立することに成功した。パーマロイ細線の製膜方法、細線の幅や厚みにより、試料の形状磁気異方性と面内垂直磁気異方性を競合させ、パーマロイ細線の実効的な面内磁気異方性の値を制御することができることを見出した。また、数値計算を用い、磁気異方性を制御した細線はスピン流により誘起されるスピン波を細線内に顕在化させるのに有効であることを示した。さらに、自己開発した電流印加用透過型電子顕微鏡ホルダーを用い、作製した細線において、電流(スピン流)を印加することにより磁気縞が誘起されることを実証した。磁気縞構造はスピン流が誘起するスピン波により励起されるスピン構造であることがわかった。これらの研究成果は、スピン流により誘起されるスピン波の特性を解析し、スピン波運動モードの制御を行う上で、重要な基礎的知見となる。
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