2012年研究カタログ
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■ 研究担当:荒井礼子/谷口知大/今村裕志 ■ ナノスピントロニクス研究センター 理論チーム■ 連携担当:今村裕志 狭窄系スピントロニクスによるミリ波発振(100GHz超)のシミュレーション研究のポイント研究のねらい研究内容連携可能な技術・知財 ●強磁性ナノコンタクトを利用したマイクロ波・ミリ波発振器を理論提案 ●電流を変化させることによって発振周波数を制御することが可能 ●チップ 間通信、生体情報センシング など への応用に期待 近年の微細加工技術の進歩は目覚ましく、MEMS と呼ば れるミクロンサイズ の機械やセンサーが 作成され注目を集 めています。現在で はナノサイズ のデ バ イスを作ることも可能になりました。これらナノデ バ イスに高速無線通信機能 を持たせるためには、新しい動作原理に基づ くナノサイズ のマイクロ波・ミリ波発振器を開発する必要が あります。 我々は強磁性ナノコンタクトにおけるスピ ンの回転運動を利用した高周波発振器実現に向け、理論・シミュレーション解析に基づ いた研究開発を行っています。 強磁性ナノコンタクト(図1)に電流を流した際に誘起されるスピンの回転運動を利用したマイクロ波・ミリ波発振器を理論提案しました。スピンの回転周波数は図2に示すような電流密度依存性をもち、特徴的な3つの領域(モードA, モードB, モードC)に分けることができます。モードBの領域ではコンタクトに流れる電流値を変化させることにより発振周波数を5GHz~140GHzの範囲で制御可能です。このように強磁性ナノコンタクトを利用することで、ナノサイズの電流制御型マイクロ波・ミリ波発振器の実現が可能になります。●スピントルクダイオードによるマイクロ波検出器の開発● 特許出願情報 特開2009-135471(2009/06/18) 「マイクロ発振素子および検出素子」謝辞: 本研究開発の一部は、独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構の委託事業(NEDO)のエネルギー革新技術 開発事業/挑戦研究「チップ間信号伝送用マイクロ波発振素子の開発」(平成21~23年度)」による支援を受けて行いました。図1:強磁性ナノコンタクト発振器の概略図図2:発振周波数のスピン電流密度依存性● 研究拠点つくば中央240情報通信・エレクトロニクス分野第3会場I-75I-75

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