Ultra-wide frequency band logic and interference operations using chiral helimagnetic materials

使用手性螺旋磁材料的超宽频带逻辑和干扰运算

基本信息

批准号：
17F17316
负责人：
戸川欣彦
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Osaka Prefecture 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：
2017-11-10 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17F17316/
关键词：
キラル磁性磁気共鳴スピン波伝搬位相コヒーレンス

项目摘要

本研究では、位相コヒーレントなキラル磁気結晶をベースとして超広帯域にかけての論理操作や干渉操作を実現する複合システムを構築することを目指している。そのため“キラル磁性体におけるGHz帯のスピン波応答”を“CSL ダイナミクスを介した低周波応答”や“キラル磁性体上に配置するキラルな金ナノ構造におけるキラルなプラズモン応答”に変換する基盤技術を確立する。本年度はキラル磁気結晶における磁気共鳴について、その基本特性の解析を進めた。スピン波定在波モデルを導入し、試料サイズ依存性を説明することに成功し、学会発表、論文発表を行った。モデル構築により研究基盤を確立することができた。また、位相欠陥の存在が磁気共鳴特性に影響することを見出した。透過電子顕微鏡を用いた直接観察を併用して、位相欠陥の生成過程を解析し、磁気共鳴特性の制御方法を確立することに成功した。論文投稿の準備を進めている。昨年度より伝搬特性の最適化を図ってきた高周波アンテナ回路にキラル磁気結晶を配置し、スピン波伝搬の実験に着手した。結晶方向に応じた強い伝搬異方性を見出した。学会発表を行い、論文投稿の準備を進めている。キラル磁気結晶に電極やキラルな金ナノ構造を配置し、光照射による磁気構造や低周波ダイナミクスへの影響を調べた。光照射下での磁気抵抗測定により、キラル増強プラズモン電場によりCSL形成が妨げられることを見出した。微細キラル磁性体に強く働く表面バリアがより強化されることを示唆しており、CSL－キラルプラズモン結合系を構築することに成功した。プラズモン場を用いたスピン波伝搬特性を調べるための実験準備を進めている。

这项研究旨在构建一个复杂的系统，该系统基于相位交连的手性磁晶体在超宽频段上实现逻辑和干扰操作。因此，我们建立了一项基本技术，该技术将“手性磁体中的GHz自旋响应”转换为“通过CSL动力学的低频响应”和“手性金纳米结构中的手性等离子体反应”，放置在手性磁体上”。今年，我们开始分析手性磁晶体中磁共振的基本特征。引入了自旋波站模型，并成功解释了样本量依赖性，并在会议和论文中进行了演示。模型构建使我们能够建立一个研究基金会。还发现相缺陷的存在会影响磁共振特性。使用传输电子显微镜进行直接观察，我们成功地分析了产生相缺陷的过程，并建立了一种控制磁共振特性的方法。我准备提交论文。手性磁晶体被放置在高频天线电路中，自去年以来一直致力于优化传播特性，并开始对自旋波传播进行实验。根据晶体方向发现了强繁殖各向异性。我们正在会议上进行演讲，并准备提交论文。将电极和手性金纳米结构放在手性磁晶体上，并研究了光照射对磁结构和低频动力学的影响。在光照射下的磁力测量结果发现，手性增强了等离子体电场可防止CSL形成。这表明强烈作用在细性手性磁体上的表面屏障将进一步增强，我们成功地构建了CSL - 手动等离子体键键系统。我们目前正在准备使用等离子体场的旋转波传播特性的实验。