Polarization control of spin wave spin current and its device application

自旋波自旋电流的偏振控制及其器件应用

• 批准号: 22H01936
• 负责人: 塩田 陽一
• 金额: $ 11.32万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01936/
• 关键词: スピントロニクス; スピン波; マグノン; 人工反強磁性体

磁性体中を伝搬するスピン波はスピン流の担い手になりえることが知られており、このスピン波スピン流は伝導電子スピン流に比べて散逸の小さい伝搬方法である。反強磁性体におけるスピン波は強磁性体にはない回転極性を有するため、スピン波スピン流に「偏光」制御という新たな自由度を追加できることが理論的に提案されおり、実現が期待されている。しかし、これまで反強磁性体における磁化制御の困難さから実験的な実証は手付かずであった。そこで、本研究では反強磁性体に比べて交換結合の弱い人工反強磁性体に着目した。本年度は、まず、Co/Ni多層膜を磁性層に持つ垂直磁化人工反強磁性体をスパッタリング法により作製し、Co/Ni多層膜の膜厚比・積層回数およびRuスペーサー層の膜厚の最適化を行った。Co/Ni多層膜に関しては、なるべくダンピング定数が小さく、かつ膜厚を厚くしても垂直磁場下での残留磁化が垂直であることを条件とし、最適化を行った。その結果、Co(0.6nm)/Ni(0.2nm)で10回繰り返しの構造でも垂直磁化膜を得ることができた。次に円偏波マイクロ波を発生させることができるストリップ導波路を用いて、ベクトルネットワークアナライザおよびハイブリッドカプラを組み合わせた極性分解磁気共鳴測定を行った結果、磁気共鳴の回転極性を直接観測することに成功した。また、シミュレーション計算によって、回転極性の異なる磁気共鳴モードが縮退する条件において、様々な極性状態を作れることを確認した。

Magnetic material in the magnetic material The このスピン波スピン流は伝 conducting electrons スピン流に is smaller than the べて spread out の小さい伝moving method である. Anti-ferromagnetic material, ferromagnetic material, ferromagnetic material, anti-ferromagnetic material, anti-ferromagnetic material, anti-ferromagnetic material, anti-ferromagnetic material, anti-ferromagnetic material, anti-ferromagnetic material, anti-ferromagnetic substance, anti-ferromagnetic substance, anti-ferromagnetic substance, anti-ferromagnetic substance, anti-ferromagnetic substance, anti-ferromagnetic substance, anti-ferromagnetic substance, anti-ferromagnetic substance, anti-ferromagnetic substance, anti-ferromagnetic substance, anti-ferromagnetic substance, anti-ferromagnetic substance, anti-ferromagnetic substance and anti-ferromagnetic substance. "Light" control and new degrees of freedom are added to the theory of "できることが" and "Proposal" and "Expectation" are expected.しかし, これまでanti-ferromagnetic material におけるMagnetization control is difficult さから実験's な実证は手paid かずであった. This research focuses on the artificial antiferromagnetic material, which is weaker than the exchange bonded antiferromagnetic material. This year's は, まず, Co/Ni multilayer film を magnetic layer にhold つ vertical magnetization artificial antiferromagnetic body をスパッタリング method によThe film thickness ratio of the Co/Ni multilayer film and the number of lamination times are determined by the optimization of the film thickness of each layer. Co/Ni multi-layer film has a high density and a low film thickness.くしてもThe residual magnetization under the vertical magnetic field is the vertical であることを condition とし, and the optimization を row った. As a result, the structure of Co(0.6nm)/Ni(0.2nm) and the perpendicular magnetization film of Co(0.6nm)/Ni(0.2nm) were obtained. Sub-に円波マイクロ波を発生させることができるストリップThe waveguide is used for the waveguide, and the waveguide is used for the waveguide.ブリッドカプラを组み合わせたpolar decomposition magnetic resonance measurement results, magnetic resonance polarity direct measurement was successful.また, シミュレーションcalculationによって, return to the polarity of the different なる magnetic resonance モードが shrinkage する condition において, 様々なpolar state を为れることをconfirmation した.

项目成果

Polarization-Selective Excitation of Antiferromagnetic Resonance in Perpendicularly Magnetized Synthetic Antiferromagnets

垂直磁化合成反铁磁体中反铁磁共振的偏振选择性激发

• DOI: 10.1103/physrevapplied.18.014032
• 发表时间: 2022
• 期刊: Physical Review Applied
• 影响因子: 4.6
• 作者: Shiota Yoichi;Arakawa Tomonori;Hisatomi Ryusuke;Moriyama Takahiro;Ono Teruo
• 通讯作者: Ono Teruo

Electrical Detection of Antiferromagnetic Dynamics in Gd-Co Thin Films Using 154-GHz Gyrotron Irradiation

使用 154 GHz 回旋管辐射对 Gd-Co 薄膜中的反铁磁动力学进行电学检测

• DOI: 10.1103/physrevapplied.19.l031003
• 发表时间: 2023
• 期刊: Physical Review Applied
• 影响因子: 4.6
• 作者: Funada S.;Ishikawa Y.;Kimata M.;Hayashi K.;Sano T.;Sugi K.;Fujii Y.;Mitsudo S.;Shiota Y.;Ono T.;Moriyama T.
• 通讯作者: Moriyama T.

Manipulation of resonant excitation modes in synthetic antiferromagnets

合成反铁磁体中谐振激发模式的操纵

• 发表时间: 2022
• 作者: Shiota Yoichi;Arakawa Tomonori;Hisatomi Ryusuke;Moriyama Takahiro;Ono Teruo;須田理行;Yoichi Shiota;Masayuki Suda;Yoichi Shiota
• 通讯作者: Yoichi Shiota