スピンダイナミクスと熱スピン注入の融合によるワイヤレス・スピン流生成とその応用

自旋动力学与热自旋注入相结合的无线自旋电流产生及其应用

• 批准号: 16J05621
• 负责人: 山野井 一人
• 金额: $ 0.83万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J05621/
• 关键词: 強磁性共鳴ヒーティング効果; 熱スピン注入; ワイヤレス・スピンデバイス; 強磁性共鳴; 動的スピン注入

エレクトロニクスデバイスの更なる高性能化・高機能化の観点から、磁性体中のスピンの特性を積極的に活用したスピンデバイスが注目されている。スピンデバイスを動作させるうえで、最も重要な物理量はスピン角運動量の流れに対応するスピン流であるため、これまでに様々なスピン流の生成・制御手法が開発されている。近年、スピン流と熱との相互作用に進展があり、磁性体/非磁性体の接合界面に温度勾配を設けると熱を駆動力としたスピン流が生じることが分かってきた。更に、これまでの研究から磁性薄膜にマイクロ波を照射して磁化の共鳴歳差運動現象を誘起することで、磁性体を加熱できることを明らかとした。このことは、このマイクロ波による磁性体加熱効果を、磁性体/非磁性体複合構造に適用することで、ワイヤレスにスピン流を制御可能なため、新奇なワイヤレス・スピンデバイスの創生が期待される。本研究プロジェクトの最終年度である本年度は、昨年度までに得られた研究成果である、発熱効果の高い磁性体の探索、熱励起スピン流の評価手法の開発等を活用し、ワイヤレス・スピンデバイスで重要となる熱スピン注入技術の更なる高効率化を目指したので、下記に報告する。素子(A)磁性体/白金/基板と素子(B)白金/磁性体/基板の類似の構造を持つ2つの素子を作製し、白金へ注入されるスピン流量を比較した。その結果、素子(A) のスピン流の注入量は素子(B) と比較して、3 倍近く大きい結果が得られた。これは、磁性体で発生した熱が、試料A では白金を介して、基板に逃げるため、効果的な温度勾配が形成されるのに対して、試料B では、主に基板に逃げるため、白金に流入する熱が小さくなる。その結果、観測されたスピン流生成量に大きな差が生じたことが考えられる。今回得られた結果は、構造のみでスピン流生成量の増大が可能なため、多種多様なスピンデバイスへの応用が期待できる。

エレクトロニクスデバイスのなるHigh-performance and high-functionality pointsから、Magnetic The characteristics of the body in the body are the active use of the body and the attention of the body.スピンデバイスをaction させるうえで、The most important physical quantity はスピンangle motion の流れに対応するスピン流であるため、これまでに様々なスピン流のGeneration・Control Techniqueが开発されている. In recent years, progress has been made in the interaction between heat and heat, and the bonding interface between magnetic and non-magnetic materials.にTemperature matching をSET けると热を駆kinetic としたスピン流が生じることが分かってきた. Updated, research on magnetic film, magnetic film, irradiation, magnetization, resonance The phenomenon of differential motion is caused by the heating of magnetic materials.このことは, このマイクロ波によるMagnetic body heating effectを, Magnetic / non-magnetic body composite structure is suitable for することで. This research is the final year of this year's research, the research results of last year's research, the exploration of magnetic materials with high thermal effects, and the review of thermal excitation How to use techniques and techniques, how to use them effectively, how to use them, how to use them, how important they are The new high-efficiency improvement of thermal injection technology is directed to the following report. Motoko (A) Magnetic body/platinum/substrate and Motoko (B) Platinum/magnetic body/substrate are similar in structure and hold in the same structure. The result of その, the element (A) The amount of injection of the のスピン flow は element (B) とComparison して, 3 times the nearly く大きい result られた.これは, magnetic body で発生した热が, sample A では白金を解して, substrate に evacuated げるため, な temperature matching が formation of the effect されるのに対して, sample Bでは, main board に escape げるため, platinum に inflow する热が小さくなる.そのRESULTS, Observation of されたスピン flow generation amount に大きな difference が生 じたことが考えられる. This time, we have the result of the construction, the possibility of increasing the amount of generated flow of the structure, and the expectation of a variety of multi-functionality.

项目成果

University College London (UCL)(英国)

伦敦大学学院 (UCL)（英国）

Enhancement of dynamical thermal spin injection efficiency in FM/NM bilayer system

FM/NM双层系统中动态热自旋注入效率的提高

• 发表时间: 2017
• 作者: 山野井一人;木村崇;K. Yamanoi and T. Kimura;K. Yamanoi and T. Kimura;K. Yamanoi and T. Kimura;K. Yamanoi and T. Kimura
• 通讯作者: K. Yamanoi and T. Kimura

Quantitative estimation of heating effect due to spin wave

自旋波热效应的定量估计

• 发表时间: 2017
• 作者: 山野井一人;木村崇
• 通讯作者: 木村崇

強磁性共鳴による熱励起スピン注入の高効率化

使用铁磁共振的高效率热激发自旋注入

• 发表时间: 2016
• 作者: 山野井一人;横谷有紀;木村崇
• 通讯作者: 木村崇

強磁性共鳴を用いた熱励起スピン流の高効率生成

利用铁磁共振高效产生热激发自旋电流

• 发表时间: 2016
• 作者: 山野井一人;横谷有紀;木村崇
• 通讯作者: 木村崇