【研究領域課題番号】22K20359 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

スピントロニクス / スピン流 / スピントルク / 磁化ダイナミクス / スピン渦度結合

【研究種目】研究活動スタート支援

【研究期間】2022-08-31 - 2024-03-31

【配分額】2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)

【研究分野】応用物性・結晶工学

【研究領域課題番号】23226001 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

スピントロニクス / 磁気共鳴 / ダイオード / スピントルク / 磁気異方性

【研究成果の概要】

スピントロニクスの新原理に基づく高周波用の新素子を研究・開発した。その結果、100nm程度というナノサイズの磁石に通電することにより100 GHzに至る高周波発振出力や多数の素子の同期現象による100μWにいたる高出力が得られることを明らかにした。さらに、位相同期帰還回路(PLL)に本素子を組み込むことにより発振の線幅を測定限界以下とすることに成功した。また、この発振素子が高感度磁場センサーや磁気共鳴センサーとなること、高周波の検波素子として用いると半導体の約3倍の検出感度を得られることを示した。今後、本素子の高周波応用が進むものと期待される。

【研究種目】基盤研究(S)

【研究期間】2011-04-01 - 2016-03-31

【配分額】187,850千円 (直接経費: 144,500千円、間接経費: 43,350千円)

【研究分野】応用物性・結晶工学

【研究領域課題番号】22760015 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

スピントロニクス / 磁壁移動 / スピントルク / スピン流 / 磁性材料 / 磁化ダイナミクス / 熱流

【研究成果の概要】

本研究では、基板上の温度勾配や強磁性細線中に励起したスピン波を利用して、電流で駆動した磁壁の閾値電流密度を下げる基盤技術の構築を行った。ジュール加熱を利用して、基板上に温度勾配を形成する手法を確立した。強磁性細線中の伝播スピン波の評価を行い、表面モードの励起・検出に成功した。また、連続する2つのパルスを用い、スピン波の干渉を利用して伝搬スピン波の増幅に成功した。マイクロ波磁場を印加し、強磁性共鳴を利用して磁壁の核形成磁場を低減する手法を確立した。磁場で駆動した磁壁の移動速度は今のところ、スピン波を印加しても変化しなかった。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2010 - 2011

【配分額】4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)

【研究分野】物性Ⅱ

【研究領域課題番号】19204039 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ナノ強磁性体 / スピントロニクス / メタマテリアル / スピンダイオード効果 / 微小磁性体 / 高周波応答 / マイクロ波輸送特性 / 強磁性共鳴 / 整流効果 / 磁気渦 / ナノ磁性 / スピン波共鳴 / スピントルク / 強磁性ナノ細線

【研究成果の概要】

単層強磁性パーマロイFe_<19>Ni_<18>ナノ・ワイヤーとナノ・ディスクのマイクロ波領域における輸送現象とスピンダイオード効果について調べ,さらにナノ・メタマテリアルの可能性について追求した。マイクロ波を印加することによって強磁性共鳴状態が実現すると,細線両端に直流電圧が発生し,検波素子として活用できる可能性があること,この手法は微細な磁気構造を非常に敏感に検出する方法として有用であること,などを明らかにした。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2007 - 2009

【配分額】46,280千円 (直接経費: 35,600千円、間接経費: 10,680千円)

【研究分野】物性Ⅱ

【研究領域課題番号】17104005 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

金属スピントロニクス / 金属ナノ磁性 / スピンホール効果 / ナノ磁壁 / 非対称ポテンシャル / スピントロニクス / 分子モーター / ラチェット駆動 / スピン流 / 磁壁モーター / スピントルク

【研究成果の概要】

以下の3つの主要テーマについて研究を遂行し成果を得た。
1.磁気リング構造における磁壁ペアのラチェット回転運動
本研究を通じて磁壁対のフラッシィングラチェット回転運動を誘導し、二次元電子ガスの曲がり抵抗を用いて、その運動形態を検出する手法を確立した。一つの応用としてスピン誘導起電力の測定を試みたが、出力が予想より小さく検出が困難であった。本研究を通じて得られた知見を基に、素子構造の改良など今後の研究課題としたい。
2.磁気ゲートを用いた調整可能な磁壁ピン止め素子
静磁気相互作用による磁壁ピン止めを一対の強磁性細線を用いて引き起こすゲート形状の設計と実験検証を完了した。二つの強磁性細線の磁化状態を外部磁場により平行から反平行状態に配行することにより、磁壁のピン止めを有効にすることが可能となった。この手法は磁壁のラチェット駆動や演算素子の構成要素となる可能性を示唆する。
3.スピン整流素子
スピン偏極していない電流からスピン流を取りだすスピン整流法としてスピンホール効果が有効であることを実験的に示した。効果の最適化に取り組んだ結果、スピン吸収法を用いることにより、従来半導体試料で観測されている素子と比べ1000倍大きな効果を室温で観測することに成功した。

【研究種目】基盤研究(S)

【研究期間】2005 - 2009

【配分額】80,080千円 (直接経費: 61,600千円、間接経費: 18,480千円)