Voltage controlled spin-wave resonance in magnetic 2D structures

磁性二维结构中的压控自旋波谐振

• 批准号: 17F17070
• 负责人: 遠藤 恭
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-26 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17F17070/
• 关键词: 強磁性共鳴; スピン波共鳴; スピンデバイス; スピン論理演算回路; ニッケル鉄; イットリウム鉄ガーネット; 磁性細線; 磁性薄膜; 磁性超薄膜; Ni-Fe細線

本研究課題では、新規省エネ型スピンデバイスの構築に向けて、スピン波共鳴の観測が可能な磁性材料のデバイス設計指針を確立することを目的としている。本年度の研究実績は以下の通りである。磁性二次元構造体におけるスピン波の電圧制御に関する基礎検討を行うために、閉じ込め型スピン共鳴計測および膜面内方向でのスピン波伝搬計測のために、高周波伝送線路および高周波電流印加端子と高周波電圧検出端子を試料最表面に集積化させるための微細加工用マスクの準備を、伝送線路設計ガイドに基づいて行った。また、これらの計測を行うにあたり、磁性材料として低磁界において磁化の応答性がよいパーマロイ（Ni-Fe）多結晶とイットリウム鉄ガーネット（YIG）単結晶を選択した。① 閉じ込め型スピン波共鳴計測：膜厚および細線幅の異なるNi-Fe多結晶細線表面に、膜厚の異なるSi-O絶縁層を介してコプレーナ伝送線路を集積化した試料を作製し、スピン波共鳴計測を行った。膜厚および細線幅の異なるいくつかのNi-Fe細線において、強磁性（FMR）共鳴に加えて非常に弱い低次モードのスピン波共鳴を観測した。これらの結果は、マイクロマグネティックスシミュレーションによる結果と傾向が一致した。② 膜面内方向でのスピン波伝搬計測：YIG単結晶膜の最表面に高周波電流印加端子と高周波電圧検出端子を集積化することにより、単結晶膜中で生成されるスピン波伝搬の検出を行った。電圧検出端子の場所を電流印加端子の前後左右に設置した場合に、スピン波のピーク強度が著しく変化し、とりわけ電流印加端子で発生する高周波磁界の向きに依存していることがわかった。また、観測されたスピン波は複数のモードが重なった集団のように振る舞い、周波数の増加にともない高磁界側へ移動することがわかった。

This research topic で は, new rules province エ ネ type ス ピ ン デ バ イ ス の build に to け て, ス ピ ン wave resonance の 観 が may な measuring magnetic material の デ バ イ ス design pointer を establish す る こ と を purpose と し て い る. The research achievements of the current year are as follows である である. Magnetic secondary yuan constructs に お け る ス ピ の electric 圧 ン wave suppression に masato す る base line beg を 検 う た め に and closing じ 込 め type ス ピ ン resonance measuring お よ び direction within the membrane surface で の ス ピ ン wave 伝 move measuring の た め に, high-frequency 伝 send line お よ び Inca terminal と high frequency electrical high frequency current 圧 検 out terminal を sample surface に set product most さ せ る た め の micro machining Prepare を and 伝 for the line design ガ ドに ドに base づ て て った line った using ス ス った を. ま た, こ れ ら の measuring line を う に あ た り, magnetic material と し て low magnetic boundary に お い て magnetization の 応 a sexual が よ い パ ー マ ロ イ (Ni - Fe) crystallization と イ ッ ト リ ウ ム iron objects ガ ー ネ ッ ト crystallization (YIG) 単 を sentaku し た. Type (1) closed じ 込 め ス ピ ン wave resonance measuring: film thickness お よ び fine line width の different な る Ni - Fe crystal surface に thin lines, film thickness の different な る Si - O never try を dielectric layer し て コ プ レ ー ナ 伝 send line を set product change し た sample を as し, ス ピ ン wave resonance measuring line を っ た. Film thickness お よ び fine line width の different な る い く つ か の Ni - Fe thread に お い て, strong magnetic resonance (FMR) に plus え て very weak に い low-order モ ー ド の ス ピ ン wave resonance を 観 measuring し た. こ れ ら の results は, マ イ ク ロ マ グ ネ テ ィ ッ ク ス シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に よ る と tendency が consistent し た. (2) the membrane surface in the direction で の ス ピ ン wave 伝 move measuring: YIG 単 の crystallization membrane surface に most high frequency current Inca terminal と high frequency electric 圧 検 out terminal を set product change す る こ と に よ り, 単 crystallization membrane generated で さ れ る ス ピ ン wave 伝 move の 検 を row っ た. Electric 圧 検 Inca terminal terminal の places を current の に set around し た に, ス ピ ン wave の ピ ー ク strength が the し く - し, と り わ け current Inca terminal で 発 raw す る high frequency magnetic boundary の to き に dependent し て い る こ と が わ か っ た. ま た, 観 さ れ た ス ピ ン wave は plural の モ ー ド が heavy な っ た set 団 の よ う に vibration い る dance, cycle Numbers is の raised に と も な い high magnetic industry side へ mobile す る こ と が わ か っ た.

项目成果

Magnetization dynamics of post-annealed yttrium-iron-garnet thin-film sputtered deposited over a platinum electrode

溅射沉积在铂电极上的退火后钇铁石榴石薄膜的磁化动力学

• 发表时间: 2017
• 作者: S. Pati;M. Al-Mahadawi;Y. Shiokawa;M. Sahashi;Y. Endo
• 通讯作者: Y. Endo

Enhanced Low-Temperature Interfacial Gilbert Damping in Pt/YIG/Pt Trilayer Structures

• DOI: 10.1109/tmag.2018.2863678
• 发表时间: 2019-02
• 期刊: IEEE Transactions on Magnetics
• 影响因子: 2.1
• 作者: S. Pati;Y. Endo

イットリウム鉄ガーネットの磁化ダイナミクス励起における 高周波伝送線路形状依存性の検討

钇铁石榴石磁化动力学激励高频传输线形状依赖性的研究

• 发表时间: 2018
• 作者: 神田哲典;室賀翔;遠藤恭
• 通讯作者: 遠藤恭

Change in the Magnetization Dynamics of Pt/YIG/Pt Trilayers with Temperature

Pt/YIG/Pt 三层膜的磁化动力学随温度的变化

• 发表时间: 2018
• 作者: S. Pati;Y. Endo
• 通讯作者: Y. Endo

Study on the Magnetization Dynamics of Polycrystalline YIG Thin Films

多晶YIG薄膜磁化动力学研究

• 发表时间: 2018
• 作者: S. Pati;Y. Endo
• 通讯作者: Y. Endo