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2018 Fiscal Year Annual Research Report

Development of voltage-driven spin wave logic devices

Research Project

Project/Area Number 16H05977
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

塩田 陽一  京都大学, 化学研究所, 助教 (70738070)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Keywordsスピントロニクス / スピン波 / 磁化ダイナミクス / 電圧効果
Outline of Annual Research Achievements

磁気モーメントの波である「スピン波」は周波数・位相・強度などの情報を有しており、それらを制御したり干渉させることによって、様々な論理演算を行うことができる。従来のスピン波論理演算素子は磁場やスピントルクなど電流によって励起・制御されるものがほとんどであり、演算操作に大きな電力を消費してしまう。
本研究では、代表者がこれまでに行ってきた電圧誘起磁気異方性制御技術を応用することで、電圧によってスピン波を生成、強度・位相制御を行う新しい技術の開発に取り組む。本年度は、昨年度得られたPt/Co/MgO系において得られた電圧効果によるスピン波の変調から、スピン波のロジック演算に必要な180度位相を反転させるの必要な電圧効果を理論的に見積もった。その結果、これまで報告されている電圧効果の範囲で十分実現可能である事がわかった。
またFeCoB/Ru/FeCoBの人工反強磁性体におけるスピン波伝搬の観測を行った。この系では、上下の強磁性体が非磁性層を介した反強磁性的な層間交換結合に加えて、スピン波が存在する時には双極子磁場による相互作用のために、単層の強磁性体とは異なるスピン波の特性を有する事がわかった。具体的には、磁場を加える方向によって、スピン波の分散関係が波数に対して非対称となり、巨大に非相反周波数シフトが観測された。これは、これまで報告されていたジャロシンスキー守谷相互作用による周波数シフトに比べても非常に大きな効果であった。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (18 results)

All 2019 2018 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Fabrication of Noncentrosymmetric Nb/V/Ta Superlattice and its Superconductivity2019

    • Author(s)
      Ando F.、Kan D.、Shiota Y.、Moriyama T.、Shimakawa Y.、Ono T.
    • Journal Title

      Journal of the Magnetics Society of Japan

      Volume: 43 Pages: 17~20

    • DOI

      10.3379/msjmag.1903L001

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Microscopic origin of electric-field-induced modulation of Curie temperature in cobalt2018

    • Author(s)
      Ando Fuyuki、Yamada Kihiro T.、Koyama Tomohiro、Ishibashi Mio、Shiota Yoichi、Moriyama Takahiro、Chiba Daichi、Ono Teruo
    • Journal Title

      Applied Physics Express

      Volume: 11 Pages: 073002~073002

    • DOI

      10.7567/APEX.11.073002

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Evaluation of electric field effect on interface magnetic properties by propagating spin wave in Pt/Co/MgO structures2018

    • Author(s)
      Kasukawa Shuhei、Shiota Yoichi、Moriyama Takahiro、Ono Teruo
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 57 Pages: 080309~080309

    • DOI

      10.7567/JJAP.57.080309

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Magnetic domain writing defined by electrical gating in Pt/Co film2018

    • Author(s)
      Ando Fuyuki、Ishibashi Mio、Koyama Tomohiro、Shiota Yoichi、Moriyama Takahiro、Chiba Daichi、Ono Teruo
    • Journal Title

      Applied Physics Letters

      Volume: 113 Pages: 252402~252402

    • DOI

      10.1063/1.5078553

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Electric field effect on exchange interaction in ultrathin Co films with ionic liquids2018

    • Author(s)
      Ishibashi Mio、Yamada Kihiro T.、Shiota Yoichi、Ando Fuyuki、Koyama Tomohiro、Kakizakai Haruka、Mizuno Hayato、Miwa Kazumoto、Ono Shimpei、Moriyama Takahiro、Chiba Daichi、Ono Teruo
    • Journal Title

      Applied Physics Express

      Volume: 11 Pages: 063002~063002

    • DOI

      10.7567/APEX.11.063002

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Magnetization compensation temperature and field-driven domain wall creep motion in ferrimagnetic Tb/CoFeB/MgO larer2019

    • Author(s)
      塩田陽一
    • Organizer
      第66回応用物理学会春季学術講演会
  • [Presentation] Spin wave propagation in synthetic antiferromagnets2019

    • Author(s)
      石橋未央
    • Organizer
      International School on Spintronics and Korea-Japan Spintronics Workshop
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Electric Field Effect on Propagating Spin Wave in YIG Thin Films2019

    • Author(s)
      粕川周平
    • Organizer
      2019 Joint MMM-Intermag
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 反転対称性の破れたNb/V/Ta人工格子の作製とその超伝導2019

    • Author(s)
      安藤冬希
    • Organizer
      日本物理学会 2019年春季大会
  • [Presentation] フェリ磁性体GdCoにおけるスピン波測定2019

    • Author(s)
      船田晋作
    • Organizer
      日本物理学会 2019年春季大会
  • [Presentation] 人工反強磁性体におけるスピン波伝搬2019

    • Author(s)
      石橋未央
    • Organizer
      日本物理学会 2019年春季大会
  • [Presentation] Magnetic domain writing defined by electrical gating in Pt/Co film2018

    • Author(s)
      安藤冬希
    • Organizer
      International Conference on Magnetism (ICM) 2018
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Electric field effect on exchange interaction with ionic liquids in Co ultra-thin film2018

    • Author(s)
      石橋未央
    • Organizer
      International Conference on Magnetism (ICM) 2018
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Magnetic domain writing defined by electrical gating in Pt/Co film2018

    • Author(s)
      安藤冬希
    • Organizer
      23rd International Colloquium on Magnetic Films and Surfaces (ICMFS)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Electric field effect on exchange interaction with ionic liquids in Co ultra-thin film2018

    • Author(s)
      石橋未央
    • Organizer
      23rd International Colloquium on Magnetic Films and Surfaces (ICMFS)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 電極形状を利用したPt/Co薄膜における磁区の電界書き込み2018

    • Author(s)
      安藤冬希
    • Organizer
      日本物理学会 2018年秋季大会
  • [Presentation] YIG薄膜におけるスピン波伝播の電界効果2018

    • Author(s)
      粕川周平
    • Organizer
      日本物理学会 2018年秋季大会
  • [Remarks] 京都大学化学研究所研究者情報

    • URL

      http://rdb.kuicr.kyoto-u.ac.jp/researchers/view/285/ja

URL: 

Published: 2019-12-27  

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