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垂直磁化膜を用いたスピン波パケットの長距離伝送と次世代データ転送バスへの応用

利用垂直磁化薄膜的自旋波包长距离传输及其在下一代数据传输总线中的应用

基本信息

批准号：
20656057
负责人：
能崎幸雄
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は、垂直磁気異方性を有するYIG膜に対してスピン波パケット伝送実験を行った。さらに、マイクロマグネティクス計算により、パケット群速度の垂直磁気異方性エネルギー依存性、およびパケット振幅の減衰特性について調べた。(1) 強磁性共鳴スペクトルを測定し、その線幅よりYIG膜のダンピング定数を見積もったところ、0.09程度であった。また、試料振動型磁力計を用いて測定した飽和磁化、および磁気異方性エネルギーを用いて、マイクロマグネティクス計算によりスピン波パケットの振幅減衰特性を調べた。その結果、ダンピング定数0.09のYIG膜の場合、振幅が1/eに減衰する距離が1μm(磁気異方性等価磁界H_kが1 kOeのとき)であり、H_kの増加に伴って減少することがわかった。(2) スピン波励起コイルとスピン波検出コイルの距離が減衰長以下の素子を作成し、スピン波パケットの検出を試みた。その結果、YIG膜内に励起したスピン波パケットからの誘導信号を検出することに成功した。ただし、YIG膜の飽和磁化が小さいため、誘導信号強度が非常に小さかった。スピン波伝送デバイスでは、読み出し信号強度の増加が動作速度の高速化につながる。したがって、実デバイス化に向けて、さらに飽和磁化の大きな垂直磁化膜を伝送線路として用いる必要がある。(3) マイクロマグネティクス計算により、スピン波伝送路として面内磁化膜と垂直磁化膜を用いた場合の伝播速度を比較した。静磁場表面波が励起される面内磁化膜の場合、バイアス磁界により磁化の復元力が増加すると群速度が減少する。これに対し、垂直磁化膜では静磁場前方体積波が励起されるため、スピン波パケットの群速度が磁気異方性エネルギーの増大に伴い単調増加し、H_k=4kOeで8μm/nsに達する。以上より、高速動作の観点から垂直磁化膜がスピン波パケットの伝送線路に適していることがわかった。

This year, the vertical magnetic anisotropy of the YIG film has been carried out. The vertical magnetic anisotropy dependence of group velocity, the attenuation characteristics of amplitude and the attenuation characteristics of group velocity are adjusted. (1)Ferromagnetic resonance measurements, amplitude measurements, measurement measurements, measurement, measurement Measurement of saturation magnetization, magnetic anisotropy and attenuation characteristics of sample vibration magnetometer In the case of YIG film with constant number 0.09, the attenuation distance of amplitude is 1/e, and the attenuation distance is 1μm(magnetic anisotropy magnetic boundary H_k is 1 kOe). (2)The wavelength of the excitation signal is determined by the wavelength of the excitation signal. As a result, the excitation in the YIG film was successful. The saturation magnetization of YIG film is very small, and the induced signal intensity is very small. The increase in signal intensity and the acceleration of movement speed are the main reasons for the increase in the transmission speed of the signal. It is necessary for the transmission line of saturated magnetization and perpendicular magnetization film to be used. (3)Comparison of propagation speed between in-plane magnetization film and perpendicular magnetization film When the static magnetic field surface wave is excited, the magnetization force increases and the group velocity decreases. In contrast, the group velocity of the volume wave excited in front of the static magnetic field in the perpendicular magnetized film increases with the increase of the magnetic anisotropy, H_k= 4 kOe = 8μm/ns. The above, high-speed action point, perpendicular magnetization film, wave transmission line