所属
大学院工学研究科 電子工学専攻 情報デバイス工学 助教
大学院担当
大学院工学研究科
学部担当
工学部 電気電子情報工学科
職名
助教
オオシマ ダイキ
大島 大輝
OSHIMA Daiki
学位 1
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博士（工学） （ 2014年3月 名古屋大学 ）
研究キーワード 2
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スピンデバイス
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磁気記録
所属学協会 2
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The Institute of Electrical and Electronics Engineers
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日本磁気学会
受賞 3
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令和5年度 秀でた利用成果 優秀賞
2023年12月 文部科学省マテリアル先端リサーチインフラ 非空間反転対称磁性体の作製と新規スピン光機能の探索
松原正和、本田杏奈、大島大輝、加藤剛志
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マグネティックス技術委員会研究奨励賞
2020年2月 電気学会 熱処理したFe304/Cr スパッタ 積層膜の垂直磁気異方性
大島 大輝
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電気学会 基礎・材料・共通部門 平成28年優秀論文発表賞
2016年 電気学会 MnGa膜を用いたイオン照射型ビットパターン媒体の高密度化の検討
大島大輝
論文 44
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Perpendicular magnetic anisotropy in the multilayer fabricated by alternate sputtering of Fe3O4/Cr and post-annealing 査読有り
Daiki Oshima, Satoshi Iwata, Takeshi Kato
Journal of Magnetism and Magnetic Materials 597 巻 頁： 172017 2024年3月
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Domain Wall Displacement Modulation GMR Sensors with Closed-loop Current-Field Feedback 査読有り
Journal of the Magnetics Society of Japan 48 巻 ( 2 ) 頁： 34 - 39 2024年3月
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Pan, D; Cao, Z; Oshima, D; Kato, T
IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS 59 巻 ( 11 ) 2023年11月
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Fabrication of GMR Sensors With Antiphase Magnetization Modulation and Closed-Loop Operation 査読有り
Komuro, K; Oshima, D; Kato, T
IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS 59 巻 ( 11 ) 2023年11月
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Observing soft x-ray magnetization-induced second harmonic generation at a heterojunction interface 査読有り
Sumi T., Horio M., Senoo T., Kubota Y., Yamaguchi G., Wada T., Miyamoto M., Yamaguchi K., Tsujikawa Y., Sato Y., Niibe M., Hirata Y., Miyauchi Y., Oshima D., Kato T., Owada S., Tono K., Yabashi M., Matsuda I.
APPLIED PHYSICS LETTERS 122 巻 ( 17 ) 2023年4月
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Terahertz spin ratchet effect in magnetic metamaterials 査読有り 国際共著
Hild M., Golub L. E., Fuhrmann A., Otteneder M., Kronseder M., Matsubara M., Kobayashi T., Oshima D., Honda A., Kato T., Wunderlich J., Back C., Ganichev S. D.
PHYSICAL REVIEW B 107 巻 ( 15 ) 2023年4月
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Spin-orbit torques in ferrimagnetic Gd/FeCo multilayers 査読有り
Yanai Shunsuke, Oshima Daiki, Takahashi Shigeki, Hirayama Yoshiyuki, Kato Takeshi
JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 62 巻 ( SB ) 2023年3月
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Fabrication of beta-Mn type Co-Zn-Mn(001) film on MgO single crystal substrate 査読有り
Oshima Daiki, Kato Takeshi, Ikarashi Nobuyuki, Nagao Masahiro
AIP ADVANCES 13 巻 ( 2 ) 2023年2月
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Hasan, MM; Huang, T; Saito, M; Takamura, Y; Oshima, D; Kato, T; Homma, T
2023 IEEE INTERNATIONAL MAGNETIC CONFERENCE, INTERMAG 2023年
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High performance of magnetically separable and recyclable photocatalyst of green-synthesized CoFe2O4/TiO2 nanocomposites for degradation of methylene blue 査読有り 国際共著
Puspitarum Deska Lismawenning, Istiqomah Nurul Imani, Tumbelaka Rivaldo Marsel, Kusumaatmaja Ahmad, Oshima Daiki, Kato Takeshi, Suharyadi Edi
ADVANCES IN NATURAL SCIENCES-NANOSCIENCE AND NANOTECHNOLOGY 13 巻 ( 4 ) 2022年12月
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High reusability of green-synthesized Fe3O4/TiO2 photocatalyst nanoparticles for efficient degradation of methylene blue dye 査読有り 国際共著
Tumbelaka Rivaldo Marsel, Istiqomah Nurul Imani, Kato Takeshi, Oshima Daiki, Suharyadi Edi
MATERIALS TODAY COMMUNICATIONS 33 巻 2022年12月
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Magneto-optical property and magnetic anisotropy of (100) oriented R0.5Bi2.5Fe5O12 (R = Eu, Sm, and Pr) thin films prepared by metal–organic decomposition 査読有り
R. Urakawa, W. Asano, M. Nishikawa, M. Kawahara, T. Nishi, D. Oshima, T. Kato, and T. Ishibashi
AIP Advances 12 巻 頁： 095322 2022年9月
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Magneto-optical property and magnetic anisotropy of (100) oriented R0.5Bi2.5Fe5O12 (R = Eu, Sm, and Pr) thin films prepared by metal-organic decomposition
Urakawa R., Asano W., Nishikawa M., Kawahara M., Nishi T., Oshima D., Kato T., Ishibashi T.
AIP ADVANCES 12 巻 ( 9 ) 2022年9月
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Electric-Field Modulation of Perpendicular Magnetic Anisotropy and Damping Constant in MgO/Co/Pt Trilayers
Sakoguchi A., Oshima D., Iwata S., Kato T.
IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS 58 巻 ( 2 ) 2022年2月
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Effect of substrate temperature on plasma-enhanced self-assembling formation of high-density FePt nanodots
Honda Shunsuke, Makihara Katsunori, Taoka Noriyuki, Furuhata Hiroshi, Ohta Akio, Oshima Daiki, Kato Takeshi, Miyazaki Seiichi
JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 61 巻 ( SA ) 2022年1月
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Enhancement of spin-orbit torques by change in uniaxial in-plane magnetic anisotropy of Py/Pt bilayers on single crystal 128 degrees Y-Cut LiNbO3 substrate 査読有り
Ito Masayoshi, Yamaguchi Akinobu, Oshima Daiki, Kato Takeshi, Shima Mutsuhiro, Yamada Keisuke
APPLIED PHYSICS LETTERS 119 巻 ( 15 ) 2021年10月
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Crystal Structure and Magnetic and Magneto-optical Properties of CoPt, MnPt3, CrPt3, MnAl and MnGa Films with Ordered Phase and Their Bit-patterned Media 招待有り 査読有り
S. Iwata, T. Kato, D. Oshima
Journal of the magnetics society of Japan 45 巻 ( 5 ) 頁： 118 - 124 2021年9月
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Topotactic crystal structure transformation from spinet ferrite to wustite in epitaxial Fe3O4 films via Kr ion irradiation 査読有り
Liu Yang, Hisamatsu Yuki, Sharmin Sonia, Oshima Daiki, Iwata Satoshi, Kato Takeshi, Sekiba Daiichiro, Kita Eiji, Yanagihara Hideto
JOURNAL OF VACUUM SCIENCE & TECHNOLOGY A 39 巻 ( 3 ) 2021年5月
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Progress on efficient current-induced magnetization switching
Kato Takeshi, Iwata Satoshi, Oshima Daiki
ELECTRICAL ENGINEERING IN JAPAN 212 巻 ( 1-4 ) 頁： 3 - 10 2020年9月
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Spin orbit torques in ferrimagnetic GdFeCo with various compositions 査読有り
Kawakami Keisuke, Kato Takeshi, Oshima Daiki, Iwata Satoshi
JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 59 巻 2020年4月
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Highly (001) oriented MnAl thin film fabricated on CoGa buffer layer 査読有り
Oshima Daiki, Kato Takeshi, Iwata Satoshi
AIP ADVANCES 10 巻 ( 2 ) 2020年2月
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Spin transfer torque switching of hybrid memory layers with low Curie temperature CoPd/Pd multilayers 査読有り
Zhao Wangzhen, Kimura Takumi, Kato Takeshi, Oshima Daiki, Sonobe Yoshiaki, Takahashi Shigeki, Iwata Satoshi
JOURNAL OF MAGNETISM AND MAGNETIC MATERIALS 493 巻 2020年1月
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Patterned arrays of assembled nanoparticles prepared by interfacial assembly and femtosecond laser fabrication
Jiang Chengpeng, Oshima Daiki, Iwata Satoshi, Pong Philip W. T., Kato Takeshi
JOURNAL OF NANOPARTICLE RESEARCH 22 巻 ( 1 ) 2019年12月
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MnGa (001)-Textured Film Fabricated on Thermally Oxidized Si Substrate for Application to Ion Beam Bit Patterned Media
Ishikawa Toru, Miwa Yoshitsugu, Oshima Daiki, Kato Takeshi, Iwata Satoshi
IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS 55 巻 ( 7 ) 2019年7月
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Ion Irradiation for Planar Patterning of Magnetic Materials
Kato Takeshi, Oshima Daiki, Iwata Satoshi
CRYSTALS 9 巻 ( 1 ) 2019年1月
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Variation of Magnetization Dynamics of Co/Ni Multilayer by Capturing Magnetic Nanoparticles 査読有り
Otaki Y., Kato T., Okamoto S., Kikuchi N., Oshima D., Iwata S., Kitakami O.
IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS 54 巻 ( 11 ) 2018年11月
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Hybrid Memory Layer With Low Curie Temperature CoPd/Pd Multilayer for High-Density Magnetic Random-Access Memory Cells 査読有り
Zhao W., Dong X., Kimura T., Kato T., Oshima D., Sonobe Y., Kawato Y., Iwata S.
IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS 54 巻 ( 11 ) 2018年11月
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Spin transfer torque switching of Co/Pd multilayers and Gilbert damping of Co-based multilayers
Kimura Takumi, Dong Xiayin, Adachi Kanta, Oshima Daiki, Kato Takeshi, Sonobe Yoshiaki, Okamoto Satoshi, Kikuchi Nobuaki, Kawato Yoshiaki, Kitakami Osamu, Iwata Satoshi
JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 57 巻 ( 9 ) 2018年9月
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Femtosecond resonant magneto-optical Kerr effect measurement on an ultrathin magnetic film in a soft X-ray free electron laser 査読有り
Yamamoto Shingo, Kubota Yuya, Yamamoto Kohei, Takahashi Yoshinobu, Maruyama Kohei, Suzuki Yuta, Hobara Rei, Fujisawa Masami, Oshima Daiki, Owada Shigeki, Togashi Tadashi, Tono Kensuke, Yabashi Makina, Hirata Yasuyuki, Yamamoto Susumu, Kotsugi Masato, Wadati Hiroki, Kato Takeshi, Iwata Satoshi, Shin Shik, Matsuda Iwao
JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 57 巻 ( 9 ) 2018年9月
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Spin-valve giant magneto-resistance film with magnetostrictive FeSiB amorphous layer and its application to strain sensors 査読有り
Hashimoto Y., Yamamoto N., Kato T., Oshima D., Iwata S.
JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 123 巻 ( 11 ) 2018年3月
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Switching Field Distribution of MnGa Bit Patterned Film Fabricated by Ion Beam Irradiation 査読有り
Oshima D., Kato T., Iwata S.
IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS 54 巻 ( 2 ) 2018年2月
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Hybrid memory layer with low Curie temperature CoPd/Pd multilayer for high-density magnetic random access memory cells
Zhao W., Kimura T., Kato T., Oshima D., Sonobe Y., Kawato Y., Iwata S.
2018 IEEE INTERNATIONAL MAGNETIC CONFERENCE (INTERMAG) 2018年
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Nano spin-diodes using FePt-NDs with huge on/off current ratio at room temperature 査読有り
K. Makihara, T. Kato, Y. Kabeya, Y. Mitsuyuki, A. Ohta, D. Oshima, S. Iwata, Y. Darma, M. Ikeda, S. Miyazaki
Scientific Reports 6 巻 頁： 33409 2016年9月
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Ferromagnetic Resonance of a Single Magnetochiral Metamolecule of Permalloy 査読有り
T. Kodama, S. Tomita, T. Kato, D. Oshima, S. Iwata, S. Okamoto, N. Kikuchi, O. Kitakami, N. Hosoito, H. Yanagi
Physical Review Applied 6 巻 頁： 024016-1-9 2016年8月
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Effective Damping Constant and Current Induced Magnetization Switching of GdFeCo/TbFe Exchange-Coupled Bilayers 査読有り
T. Higashide, B. Dai, T. Kato, D. Oshima, S. Iwata
7 巻 頁： 3505605 2016年7月
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Nanoscale patterning of CrPt3 magnetic thin films by using ion beam irradiation 査読有り
E. Suharyadi, D. Oshima, T. Kato, S. Iwata
Results in Physics 6 巻 頁： 186-188 2016年4月
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Ion irradiation induced magnetic transition of MnGa alloy films studied by X-ray magnetic circular dichroism and low-temperature hysteresis loops 査読有り
D. Oshima, M. Tanimoto, T. Kato, Y. Fujiwara, T. Nakamura, Y. Kotani, S. Tsunashima, S. Iwata
IEEE Transactions on Magnetics 52 巻 ( 7 ) 頁： 3201804-1-4 2016年2月
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Structure and Magnetic Properties of (001) Oriented CoPt-Ag and CoPd-Ag Alloy Films 査読有り
T. Nagata, Y. Tokuoka, T. Kato, D. Oshima, S. Iwata
Journal of Magnetics Society of Japan 40 巻 ( 1 ) 頁： 13-17 2016年1月
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Anomalous structural behavior in the metamagnetic transition of FeRh thin films from a local viewpoint 査読有り
Y. Wakisaka, Y. Uemura, T. Yokoyama, H. Asakura, H. Morimoto, M. Tabuchi, D. Oshima, T. Kato, S. Iwata
Physical Review B 92 巻 頁： 184408 2015年11月
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Magnetization control for bit pattern formation of spinel ferromagnetic oxides by Kr ion implantation 査読有り
E. Kita, K. Z. Suzuki, Y. Liu, Y. Utsumi, J. Morishita, D. Oshima, T. Kato, T. Niizeki, K. Mibu, H. Yanagihara
Journal of Applied Physics 115 巻 頁： 17B907 2014年
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Control of magnetic properties of MnGa films by Kr+ ion irradiation for application to bit patterned media 査読有り
D. Oshima, T. Kato, S. Iwata, S. Tsunashima
IEEE Transactions on Mgnetics 49 巻 ( 7 ) 頁： 3608-3611 2013年
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Observation of ferri-nonmagnetic boundary in CrPt3 line-and-space patterned media using a dark-field transmission electron microscope 査読有り
D. Oshima, E. Suharyadi, T. Kato, S. Iwata
Journal of Magnetism and Magnetic Materials 324 巻 頁： 1617-1621 2012年
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Switching field distribution of planar-patterned CrPt3 nanodots fabricated by ion irradiation 査読有り
E. Suharyadi, D. Oshima, T. Kato, S. Iwata
Journal of Applied Physics 109 巻 頁： 07B771 2011年
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Fabrication of L12-CrPt3 Alloy Using Rapid Thermal Annealing for Planar Bit Patterned Media 査読有り
T. Kato, D. Oshima, Y. Yamauchi, S. Iwata, S. Tsunashima
IEEE Transactions on Magnetics 46 巻 ( 6 ) 頁： 1671-1674 2010年
講演・口頭発表等 45
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グレースケール露光とイオン照射を組み合わせた磁気パターニング手法の検討
大島大輝、加藤剛志
IEEE Magnetics Society 名古屋支部若手研究会 2024年1月31日
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Ion implantation into magnetic thin films through the microstructured resist masks 国際会議
D. Oshima, T. Kato
International Conference on Materials and Systems for Sustainability 2023 2023年12月2日
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グレースケール露光とイオン照射による磁性積層膜の磁気特性制御
大島大輝、加藤剛志
電気学会マグネティックス研究会 2023年11月13日
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ビスマス置換磁性ガーネットの磁気回転比向上に関する研究
朝野航，西敬生，大島大輝，加藤剛志，李基鎮，河原正美，西川雅美，石橋隆幸
第70回応用物理学会春季学術講演会 2023年3月17日
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Fabrication of beta-Mn type CoZnMn(001) film on MgO single crystal substrate 国際会議
D. Oshima, R. Mitsuhashi, N. Ikarashi, T. Kato, M. Nagao
The 67th Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials 2022年11月3日
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MgO/CoFe/Pt積層膜の磁気異方性とダンピング定数の熱処理による変化
小西愉真，大島大輝，加藤剛志
第46回日本磁気学会学術講演会 2022年9月6日
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Ta上に積層したGd/FeCo多層膜のスピン軌道トルク
矢内峻介，大島大輝，高橋茂樹，平山義幸，加藤剛志
第46回日本磁気学会学術講演会 2022年9月8日
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ひずみ印加による FeSiBNb 薄膜の磁化制御とパルス電圧の観測
沓名勇輝，藤原裕司，大島大輝，加藤剛志，神保睦子
第46回日本磁気学会学術講演会 2022年9月7日
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Fe-Ga-M薄膜の磁気特性と熱処理温度の影響
鈴木和歩，藤原裕司，大島大輝，加藤剛志，神保睦子
第46回日本磁気学会学術講演会 2022年9月6日
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逆位相で磁化変調したフィードバック型GMRセンサの作製
小室虎祐，大島大輝，加藤剛志
第46回日本磁気学会学術講演会 2022年9月6日
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超短パルス光により励起したFeCo/Cu/GdFeCo三層膜の磁化ダイナミクス
瀬口和也，大島大輝，加藤剛志
第46回日本磁気学会学術講演会 2022年9月6日
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強磁性共鳴測定による EuBi2Fe5-xGaxO12薄膜の評価
朝野航，西敬生，大島大輝，加藤剛志，李基鎮，河原正美，西川雅美，石橋隆幸
第46回日本磁気学会学術講演会 2022年9月6日
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単結晶基板上にエピタキシャル成長したβ-Mn型CoZnMn薄膜
大島大輝，三橋良祐，五十嵐信行，加藤剛志，長尾全寛
第46回日本磁気学会学術講演会 2022年9月6日
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Photocatalytic Activity of Green-Synthesized Fe3O4/TiO2 Magnetic Nanoparticles 国際会議
R. M. Tumbelaka, N. I. Istiqomah, T. Kato, D. Oshima, E. Suharyadi
2nd International Conference on Magnetism and Its Applications 2022年6月3日
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Spin Orbit Torques in Ferrimagnetic Gd/FeCo Multilayers 国際会議
S. Yanai, D. Oshima, S. Takahashi, Y. Hirayama, T. Kato
Magnetics and Optics Research International Symposium 2022 2022年5月18日
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Magnetization Dynamics of GdFeCo/Cu/FeCo Trilayers Triggered by Ultrashort Pulsed Laser 国際会議
K. Seguchi, D. Oshima, T. Kato
Magnetics and Optics Research International Symposium 2022 2022年5月17日
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高TC/低TCハイブリッド層のスピン移行トルク磁化反転における界面高TC層の影響
趙望臻，加藤剛志，大島大輝，岩田聡
マグネティックス研究会 2022年3月4日
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GdFeCo/Cu/FeCo三層膜の超短パルス光誘起磁化ダイナミクス
瀬口和也，大島大輝，加藤剛志
IEEE Magnetics Society名古屋支部若手研究会 2022年2月2日
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LiNbO3単結晶基板上のPy/Pt薄膜における面内一軸磁気異方性とスピン軌道トルクの相関解明
伊藤将慶，山口明啓，大島大輝，加藤剛志，嶋睦宏，山田啓介
IEEE Magnetics Society名古屋支部若手研究会 2022年2月2日
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Effect of high TC interface layer in high TC/ low TC hybrid memory layer on thermally assisted spin-transfer-torque switching 国際会議
W. Zhao, T. Kato, D. Oshima, S. Iwata
The 15th Joint MMM-INTERMAG Conference 2022年1月 IEEE
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β-Mn型CoZnMnエピタキシャル薄膜の作製
大島大輝,三橋良祐,五十嵐信行,加藤剛志,長尾全寛
マグネティックス研究会 2021年12月2日 電気学会
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Fabrication of epitaxially grown β-Mn type CoZnMn film 国際会議
D. Oshima, M. Kawai, R. Mitsuhashi, S. Hirata, N. Ikarashi, T. Kato, M. Nagao
International Confernce on Materials and Systems for Sustainability 2021 2021年11月5日
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The study of interface layer in hybrid memory layer for thermally assisted STT-MRAM cells 国際会議
W. Zhao, T. Kato, D. Oshima, S. Iwata
International Confernce on Materials and Systems for Sustainability 2021 2021年11月5日 IMaSS
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Magnetic anisotropy of highly bismuth-substituted rare-earth (Y, Pr, Nd, Sm and Er) iron garnet thin films 国際会議
T. Ishibashi, R. Urakawa, M. Nishikawa, T. Nishi, D. Oshima, T. Kato
International Confernce on Materials and Systems for Sustainability 2021 2021年11月5日 IMaSS
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Enhancement of spin-orbit torques using change of uniaxial in-plane magnetic anisotropy in Py/Pt bilayers on a single crystal Y-Cut 128° LiNbO3 substrate 国際会議
M. Ito, A. Yamaguchi, D. Oshima, T. Kato, M. Shima, K. Yamada
International Confernce on Materials and Systems for Sustainability 2021 2021年11月5日 IMaSS
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高TC/低TCハイブリッド層を用いた熱アシストSTT磁化反転における界面高TC層の影響
趙望臻，加藤剛志，大島大輝，岩田聡
第45回日本磁気学会学術講演会 2021年9月1日 日本磁気学会
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LiNbO3単結晶基板上の2層構造Py/Ptにおける面内一軸磁気異方性によるスピン軌道トルクの変化
伊藤将慶，山口明啓，大島大輝，加藤剛志，嶋睦宏，山田啓介
第45回日本磁気学会学術講演会 2021年9月1日 日本磁気学会
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グラニュラー薄膜を用いたひずみセンサの開発
上野駿平，天満光佑，上部智也，藤原裕司，大島大輝，加藤剛志，神保睦子
第45回日本磁気学会学術講演会 2021年9月2日 日本磁気学会
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Electric-field modulation of perpendicular magnetic anisotropy and damping constant in MgO/Co/Pt trilayers 国際会議
A. Sakoguchi, T. Kato, D. Oshima, S. Iwata
INTERMAG 2021 Conference 2021年4月29日 IEEE
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ビットパターン媒体に用いるSi基板上MnGa (001)配向膜の作製
三輪佳嗣，石川徹，大島大輝，加藤剛志，岩田聡
第42回日本磁気学会学術講演会
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低キュリー温度CoPd/Pd系多層膜を用いたMRAM用交換結合ハイブリッドメモリ層
趙望臻，木村匠，董夏茵，大島大輝，加藤剛志，園部義明，川戸良昭，岩田聡
第42回日本磁気学会学術講演会
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Co/Pd多層膜のスピン注入磁化反転臨界電流の層厚比依存性
趙望臻，木村匠，大島大輝，加藤剛志，園部義明，川戸良昭，岩田聡
第42回日本磁気学会学術講演会
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CoGa下地層を用いた極薄L10-MnGa膜の磁気パターニング
堀江祐貴，三輪佳嗣，大島大輝，加藤剛志，岩田聡
第42回日本磁気学会学術講演会
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Fe3O4 / Cr 多層膜における垂直磁気異方性
大島大輝，加藤剛志，岩田聡
第42回日本磁気学会学術講演会
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Ion beam patterning of ultrathin L10-MnGa (001) film grown on CoGa buffer layer 国際会議
Y. Horie, D. Oshima, T. Kato, S. Iwata
IEEE International Magnetics Conference 2018
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Scanning X-ray magnetic circular dichroism observation of magnetic state of ion-irradiation bit patterned L10-MnGa films 国際会議
T. Ishikawa, K. Fukuta, D. Oshima, T. Kato, T. Nakamura, Y. Kotani, K. Toyoki, S. Iwata
International Conference on Materials and Systems for Sustainability
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走査型XMCD顕微鏡によるイオン照射型L10-MnGaビットパターン膜の局所的磁気状態の評価
石川徹，福田憲吾，大島大輝，加藤剛志，中村哲也，小谷佳範，豊木研太郎，岩田聡
第41回日本磁気学会学術講演会
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イオン照射により作製したMnGaビットパターン膜のFORC解析
大島大輝，加藤剛志，岩田聡
第41回日本磁気学会学術講演会
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Ion Beam Bit Patterned Media Using MnGa Alloy Films 招待有り 国際会議
D. Oshima, T. Kato, S. Iwata
The 28th Magnetic Recording Conference
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First order reversal curve diagram analysis of ion irradiated bit patterned MnGa film 国際会議
D. Oshima, T. Kato, S. Iwata
IEEE International Magnetics Conference 2017
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Ion irradiation induced magnetic transition of MnGa alloy films studied by X-ray magnetic circular dichroism and low-temperature hysteresis loops 国際会議
D. Oshima, M. Tanimoto, T. Kato, Y. Fujiwara, T. Nakamura, Y. Kotani, S. Tsunashima, S. Iwata
2016 Joint MMM-Intermag Conference
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Control of Magnetic Inactivation Layer Thickness in MnGa Film by Kr Ion Irradiation 国際会議
D. Oshima, T. Kato, S. Takahashi, Y. Sonobe, S. Iwata, S. Tsunashima
20th International Conference on Magnetism
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(001) Oriented MnGa Film Grown on Si Substrate for Ion Beam Patterned Media 国際会議
D. Oshima, T. Negoro, T. Kato, S. Iwata, S. Tsunashima
20th International Conference on Magnetism
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Anisotropic X-ray magnetic circular dichroism spectra of (001) oriented L10-MnGa film 国際会議
D. Oshima, M. Tanimoto, T. Kato, Y. Fujiwara, T. Nakamura, Y. Kotani, S. Tsunashima, S. Iwata
IEEE International Magnetics Conference 2015
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Magnetic circular dichroism measurement of ion irradiated MnGa films 国際会議
D. Oshima, M. Tanimoto, T. Kato, Y. Fujiwara, T. Nakamura, Y. Kotani, S. Tsunashima, S. Iwata
IEEE International Magnetics Conference 2014
科研費 7
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研究課題/研究課題番号：21H01029 2021年4月 - 2024年3月
科学研究費助成事業 基盤研究(B)
長尾 全寛, 大島 大輝
担当区分：研究分担者
磁気スキルミオンは安定な粒子として振る舞い、超低密度電流駆動を示すことからスキルミオンを情報キャリアとして利用する応用的価値に注目が集まっている。特に、スキルミオン間相互作用が存在する高密度スキルミオンの集団的運動は、非圧縮性トポロジカル粒子流という分野横断的な舞台を提供する可能性があり、デバイス応用を目指す上でもその解明は重要である。本研究では、高密度スキルミオンの集団的運動の特性を流体力学的アプローチによって解明する。特に、高密度スキルミオンの集団的運動はスキルミオン間相互作用に起因するスキルミオン粘性流の発現が見込まれ、超高速駆動やホール粘性などの新規輸送特性の観測が期待される。
本研究では、高密度スキルミオン粘性流の観測及びその新規輸送特性の創出に挑戦する。磁気スキルミオンは、トポロジカルな不変量によって安定な粒子として振る舞う。特に、超低密度電流によってトポロジーに由来する独特の輸送特性を示すことから、スキルミオンを情報キャリアとして利用する応用的価値にも注目が集まっている。実際、孤立した単一スキルミオンの輸送特性解明および制御を目的とした研究が理論と実験の両面から集中的に行われてきた。一方、スキルミオン粒子間相互作用が存在する高密度スキルミオンの集団的運動による輸送特性は未解明である。高密度スキルミオンの集団的運動は非圧縮性トポロジカル粒子流として分野横断的な興味深い舞台を提供し、さらに、高速処理・高記録密度メモリ等の実現を目指す上でその解明は重要な課題である。
当該年度では、スキルミオン流の粘性の観測に取り組んだ。最初に、積層超薄膜はTa/Co20Fe60B20/Ta/MgO/Ta（以下、CoFeB）を対象に、ワイヤ状試料に狭窄を施して、磁気光学カー効果顕微鏡によってスピン軌道トルクで駆動する高密度スキルミオンの運動を追跡する実験を行った。粘性が全く存在しない場合には、スキルミオン流は直線的に発散するような流れを示すはずだが、期待される効果は得られなかった。これは、CoFeBのスキルミオン密度の低さが原因であることが考えられた。そこで、高密度スキルミオンが現れることが知られているPt/Co/Taに対象を変更した。ただし、Pt/Co/Taのスキルミオンサイズは100-200nm程度のため磁気光学カー効果顕微鏡では空間分解能が不十分である。そこで、ナノサイズの磁気構造が観察可能なローレンツ電子顕微鏡（LTEM）観察に切り替えた。LTEMでは試料端にフレネル縞が生じるため、抑制手法を開発し、フレネル縞を抑えることに成功した。
当初対象としたTa(5nm)/Co20Fe60B20(1nm)/Ta(0.08nm)/MgO(2nm)/Ta(5nm)では、スキルミオン密度が不十分であることが判明した。各構成層の厚さを変更して、スキルミオン密度の調整に取り組んだが、この試料はスキルミオン形成条件の範囲が非常に狭く、わずかに厚さを変更しただけでスキルミオンが消失してしまう問題に直面した。さらに、スパッタ成膜装置の元素を変更した後に戻すと、前回の成膜条件でもスキルミオン形成条件が変わってしまい、成膜環境にも非常に敏感であることが分かった。そこで、スキルミオン密度が高く、形成条件が広く、調整が容易なPt/Co/Taに対象系を変更した。ただし、Pt/Co/Taのスキルミオンサイズは100-200nm程度のため磁気光学カー効果顕微鏡（LTEM）では空間分解能が不十分であるため、観察装置をナノサイズの磁気構造が観察可能なローレンツ電子顕微鏡（LTEM）観察に切り替えた。LTEMは焦点を外して観察する手法であるため、試料端では真空領域と試料領域の平均内部ポテンシャルに違いから電子線の干渉による縞（フレネル縞）が生じて磁気コントラストと覆い隠してしまう。特に、本研究では微細加工した資料を対象とするため、両端からのフレネル縞が重畳して、さらに磁気コントラストが不明瞭になる。そのため、フレネル縞を避ける必要がある。そこで、真空領域と試料端の平均内部ポテンシャルの差を少なくするため、微細加工時に穴が開く（真空になる）まで試料を削らず、薄く残し、そこをPtで埋めることでフレネル縞を抑制することに成功した。以上の状況から、現時点で、電流印加によるPt/Co/Taのスキルミオン粘性流の観察まで到達していないため、やや遅れている状況である。
今後、Pt/Co/Taに電流印加を行って、スキルミオン粘性のローレンツ電子顕微鏡観察を実施する。名古屋大学超高圧電子顕微鏡施設には電流印加ホルダーが備えてあるため、このホルダーを用いる。また、Pt/Co/Taは構成層の厚さや繰り返し層数を変えることでスキルミオンサイズおよび密度の調整が容易であるため、様々な試料を作製して、本研究において適切な条件を見出す予定である。ただし、ローレンツ電子顕微鏡観察における電流印加は初めての取り組みであり、電流によって発生する磁場が、電子顕微鏡の電子線および微細加工した試料（電子顕微鏡観察のため、Ta/Co20Fe60B20/Ta/MgO/Ta 試料よりPt/Co/Ta試料の方が小さくなっている）に影響を与える可能性がある。そのため、電磁界シミュレーションによって磁場分布を求め、試料形状・サイズを検討することも念頭に置いている。
また、2022年度の研究過程において、無磁場でスキルミオンが形成される条件を見出しており、2023年度に計画していたホール粘性効果の実験において、解釈が難しくなる磁場の影響を取り除いて実験できる状況になった。そのため、無磁場でスキルミオンが形成される試料を中心として実験を行う予定である。 -
空間対称性の破れの制御によるスピン軌道トルクの増強と3次元メモリへの展開
研究課題/研究課題番号：20H02182 2020年4月 - 2023年3月
科学研究費助成事業 基盤研究(B)
加藤 剛志, 大島 大輝
担当区分：研究分担者
スピン軌道トルク（SOT）磁化反転は磁性層に隣接する非磁性層に電流を流すことで磁化反転を行なうもので，既存のスピン移行トルク（STT）磁化反転に比べ1/5程度の消費電力で10倍高速に磁化反転ができると考えら，今後のSociety 5.0を支える大容量磁気ランダムアクセスメモリ（MRAM）への応用研究が進められている．本研究は磁性材料に空間反転対称性の破れを人工的に導入することで，SOT磁化反転の高効率化を図るとともに，これを利用した3次元メモリの原理実証を行なう．
本研究では人工的に空間反転対称性を破ったGd/FeCo多層膜，Tb/Gd/FeCo多層膜の構造非対称性とSOT磁化反転臨界電流密度の相関を調べた．膜厚方向に層厚勾配を設けたGd/FeCo多層膜において，サンプルばらつきは見られるものの，層厚勾配を大きくすることでSOT磁化反転の臨界電流密度が低減する傾向が得られた．Tb/Gd/FeCo多層膜において，Tb層厚を増加により実効垂直磁気異方性が増大するにもかかわらず，SOT磁化反転の臨界電流密度が低減するという結果が得られた．Tb層厚増加により膜厚方向の構造非対称性が増加したことが原因である可能性がある．
スピン軌道トルク（Spin orbit torque: SOT）は，Society 5.0を支える大容量磁気ランダムアクセスメモリ（MRAM）の新規磁化反転手法として期待されているが，磁化反転の臨界電流密度の低減が求められている．本研究ではメモリの機能を果たす磁性膜に膜厚方向の空間反転対称性の破れを人工的に導入し，この空間対称性の破れがスピン軌道トルク磁化反転の臨界電流密度を低減する可能性があることを示した．磁性膜の空間反転対称性の破れとスピン軌道トルクとの相関は未解明な部分も多く，今後も継続的に研究を進め，MRAMの飛躍的高密度化，低消費電力化を可能とする技術を探求する必要がある． -
強磁性酸化物を用いた人工積層膜の電圧駆動メモリデバイスへの応用
研究課題/研究課題番号：19K15044 2019年4月 - 2021年3月
科学研究費助成事業 若手研究
大島 大輝
担当区分：研究代表者
配分額：4160000円 （ 直接経費：3200000円 、 間接経費：960000円 ）
現在のスピントロニクスデバイスにおいては，電流誘起の磁化反転手法が主流であるが，省電力化のためには電圧誘起の磁化反転手法が望ましい．本研究課題では，電圧誘起磁化反転手法に適する材料として，【強磁性絶縁体 / 強磁性金属 / 非磁性金属】の繰り返し構造を有する人工積層膜を提案し，その基礎的特性・動作に関する研究を行う．
電圧駆動メモリデバイスへの応用を目指し、マグネトロンスパッタ法により強磁性酸化物/強磁性金属/非磁性金属の繰り返し積層構造を作製し、その評価を行った。今回強磁性酸化物として使用したZnフェライトは強磁性金属FeCo/非磁性金属W上に結晶成長することを確認し、また、積層構造において、メモリデバイスへの応用を考えると重要な垂直磁気異方性が大きくはないが確認され、本研究で提案する材料系の可能性を示すことができた。
現在、電圧駆動メモリデバイスの基本構造は強磁性金属/非磁性絶縁体の構造であるが、その構造では繰り返し積層して体積を増やしていくことは難しいと考えられる。一方、全てが磁気的に結合した強磁性絶縁体/強磁性金属/非磁性金属構造が実現できれば、繰り返し回数を大きくしてもメモリ機能は維持できると考えられる。本研究期間内では、電圧による磁気特性の変調を確認するまでには至れなかったが、提案する構造において、結晶成長すること、目標とする磁気特性を得ることに成功した。 -
研究課題/研究課題番号：17K18878 2017年6月 - 2019年3月
科学研究費助成事業 挑戦的研究(萌芽)
加藤 剛志, 岩田 聡, 大島 大輝
担当区分：研究分担者
本研究では超短パルス光によるスピン流生成と磁化反転を観測するために以下の2つの実験：1) 3d遷移金属（Fe）を用いたAu層へのスピン流注入，2) RE-TMであるGdFeCoにスピン流を流入した際の磁化反転を行った．Fe / Au系のダンピング定数のFe層厚依存性からAuがスピン流伝送層として有用であることを確認した．また，GdFeCoへスピン流を注入した際に磁化が感じる等価磁場はGdFeCoの補償組成付近で大きくなること，スピン流はFeCoにトルクを及ぼすことが明らかになった．
本研究は超短パルス光誘起スピン流による磁化反転に挑戦するものであり，これまで電流のみで可能であったスピン流磁化反転が光を用いても可能であることを示す萌芽的な研究である．今回，Auという材料がスピン流伝送に有用な材料であること，希土類－遷移金属合金であるGdFeCoでは補償組成付近でスピン流による磁化反転が容易に行えることが分かった．今後，これらを組み合わせ，ポンプ光照射によるGdFeCo膜のスピン流磁化反転が可能となると考えられる． -
巨大スピンホール効果を利用した微小領域の磁化制御とGMR磁気センサへの応用
研究課題/研究課題番号：17H03249 2017年4月 - 2020年3月
科学研究費助成事業 基盤研究(B)
岩田 聡, 加藤 剛志, 大島 大輝
担当区分：研究分担者
巨大磁気抵抗効果と磁歪の逆効果を利用した歪みセンサの開発を行なった。高感度かつ環境磁界による影響のない歪みセンサを実現するためには，磁化自由層の磁化方向を交流的に変調して，外部磁界の影響を取り除くことが有効であることを明らかにした。次に電力消費を低減するために，スピンホール効果を利用して磁化方向を制御する素子の開発を行なった。センサ素子は，スピンホール効果を発現するTa/FeCo，スピンバルブ膜および，両者を交換結合する反強磁性NiO層から成る構造とした。スピンホール効果によるスピン流により磁化自由層の磁化反転が観測され，スピンホール効果による磁化自由層の磁化方向制御の可能性が示された。
本研究で開発を進めた歪みセンサは，マイクロサイズに微細化できることから，これをアレイ状に配列した触覚センサへの応用が考えられる。ロボットの指先の繊細な感覚をフィードバックすることを可能とする触覚センサは，介護ロボットなどにおいて求められている機能である。 -
電界によるスピンダイナミクス制御と電界アシストスピン流磁化反転の開発
研究課題/研究課題番号：16H04328 2016年4月 - 2019年3月
科学研究費助成事業 基盤研究(B)
加藤 剛志, 岩田 聡, 大島 大輝
担当区分：研究分担者
本研究では磁気ランダムアクセスメモリの新たな磁化反転手法として研究が進んでいるスピンホール効果を用いた磁化反転において，CoやFe超薄膜にHfO2/MgO絶縁層を介して電界を印加し，超薄膜のスピンホール磁化反転の電界印加効果を調べた．また，電界印加時，スピン流注入時のスピンダイナミクスを調べた．Co超薄膜の保磁力は電界によって43 %/(V/m)，スピンホール磁化反転の臨界電流密度は20 %/(V/m)と大きな値が得られることを確認した．保磁力やスピンホール磁化反転の臨界電流密度の電界効果は絶縁層の成膜条件に大きく依存することが確認された．
スピンホール磁化反転は磁気ランダムアクセスメモリの高密度化，高速化に有効な次世代の磁化反転技術として期待されているが，磁化反転の臨界電流密度の低減が求められている．本研究では電界という電力消費の少ない方法でこの臨界電流密度が大きく変調されることを示し，基礎，応用両面において重要な成果が得られたと考えられる．また，この臨界電流密度の変調は絶縁層の成膜条件に大きく依存することも明らかになり，今後，成膜条件の最適化により更に大きな電界効果が得られることが期待される成果も得られた． -
研究課題/研究課題番号：16K18091 2016年4月 - 2018年3月
科学研究費助成事業 若手研究(B)
大島 大輝
担当区分：研究代表者
配分額：4160000円 （ 直接経費：3200000円 、 間接経費：960000円 ）
ナノサイズで周期的に並べた電極パターンを用いることによりスピン波を制御することを目的とし，そのための材料開発を行った．作製したサンプルにおいて電圧印加を試みたものの，電圧効果が顕著に見られなかったため，電圧効果が得やすいようにサンプルの薄膜化を行ったところ，比較的良好な磁気特性を有したまま薄膜化することができた．また，新たな構造として，強磁性絶縁体／強磁性金属／非磁性金属の多層膜構造を提案し，その試作を行ったところ，磁化が垂直方向を向きやすい垂直磁気異方性を有していることがわかった．今後，微細加工プロセスの最適化を行い，電圧印加の実験を行っていく予定である．
担当経験のある科目 (本学) 6
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電気電子情報工学実験第１
2022
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電気電子情報工学実験第２
2022
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電気磁気学基礎演習
2015
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電気電子工学実験
2015
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電気磁気学基礎演習
2014
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電気電子工学実験
2014