利用報告書 / User's Report | ARIM Japan公式ホームページ_マテリアル先端リサーチインフラ

【公開日：2023.07.31】【最終更新日：2023.05.16】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

22UT0353

利用課題名 / Title

機能性酸化物を用いたマグノニクスデバイスの創製

利用した実施機関 / Support Institute

東京大学

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

イットリウム鉄ガーネット,スピングラス,電子スピン共鳴,スピントロニクスデバイス/ Spintronics device

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

吉野　貴大

所属名 / Affiliation

東京大学

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

UT-302：電子スピン共鳴装置

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

ガーネット型クラスターグラス薄膜の磁気特性を調べるため、東京大学の設備を用いて電子スピン共鳴を観測した。また、共鳴磁場の角度依存性を測定することで、薄膜の磁気異方性やクラスターサイズ等に関する情報を得た。

実験 / Experimental

電子スピン共鳴装置（UT-302）を用いて、パルスレーザー堆積法によってY₃Al₅O₁₂ (111)基板上に堆積させたY₃Al_xFe_5-xO₁₂ (Al:YIG)薄膜（膜厚：40-100 nm, 0.05 ≤ x ≤ 0.5）のESRスペクトルを測定した。室温下で、照射するマイクロ波はx-band（9-9.5 GHz）のモードを使用した。

結果と考察 / Results and Discussion

Fig.1にAl_x:YIG薄膜におけるESRスペクトル、共鳴磁場の面直方位角依存性の測定結果を示す。イットリウム鉄ガーネットはFeの強磁性共鳴が打ち消されないため、鋭いFMRのピークがみられた。共鳴磁場の値はβ = 90°のときに最小で、面内に磁化容易軸があることを示唆している。また、測定結果から得られた異方性定数と、交流磁化率測定で得た活性化エネルギーから薄膜のクラスターサイズはおよそ6.8 nmと見積もられた。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

Fig.1 Al_0.1:YIG薄膜のFMRスペクトル

Fig.2 共鳴磁場の面直方位角依存性

Fig.3 印加磁場の向きと薄膜の面方位

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

本研究の一部はBeyond AI研究費、JST-CREST(JPMJCR22O2)、JSPS科研費22H01952の助成を受けたものです。

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

吉野　貴大、山原　弘靖、田畑　仁、関　宗俊「Y3AlxFe5-xO12クラスターグラス薄膜における磁気特性の酸素欠損依存性」強的秩序とその操作に関する第16回講演会（オンライン開催）、2023年1月
吉野　貴大、山原　弘靖、田畑　仁、関　宗俊「Al置換Y3Fe5O12薄膜における高温スピングラス特性」第14回低温科学研究センター研究交流会（ポスター発表）、2023年2月
吉野　貴大、山原　弘靖、田畑　仁、関　宗俊「Al置換Y3Fe5O12薄膜における高温スピングラス特性とメモリー効果」応用物理学会春季学術講演会（オンライン開催）、2023年3月

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件