Microwave Transmission Theory for On-Chip Ultrastrong-Coupled Magnon-Polariton in Dynamical Inductors，Journal of the Magnetics Society of Japan，48(2) 21-27，2024年03月

T. Chiba, T. Komine, T. Aono

単著

Fully micromagnetic analysis of voltage-controlled magnetization switching in magnetic-topological-insulator-based devices，AIP Advances，14(2) ，2024年02月

Takashi Komine, Takahiro Chiba

単著

Ultrastrong-coupled magnon–polariton in a dynamical inductor based on magnetic-insulator/topological-insulator bilayers，Applied Physics Letters，124(1) ，2024年01月

Takahiro Chiba, Takashi Komine, Tomosuke Aono

単著

Numerical analysis of voltage-controlled magnetization switching operation in magnetic-topological-insulator-based devices，Applied Physics Letters，123(10) ，2023年09月

Takashi Komine, Takahiro Chiba

単著

Write-error rate estimation of voltage-controlled magnetization switching in a magnetic-topological-insulator-based device，2023 IEEE International Magnetic Conference - Short Papers (INTERMAG Short Papers)，2023年05月

Takashi Komine, Shimon Watahiki, Takahiro Chiba

単著

A new class of ferromagnetic semiconductors and quantum heterostructures，2023 IEEE International Magnetic Conference - Short Papers (INTERMAG Short Papers)，2023年05月

Le Duc Anh, Kosuke Takiguchi, Takahiro Chiba, Masaaki Tanaka

単著

Temperature profile of the Thomson-effect-induced heat release/absorption in junctionless single conductors，Japanese Journal of Applied Physics，2023年03月

Takahiro Chiba, Ryo Iguchi, Takashi Komine, Yasuhiro Hasegawa, Ken-ichi Uchida

単著

トポロジカル物質表面における電子と光の結合状態の解明と量 子スピンデバイスへの応用，2023年05月 ～ 2024年03月，トポロジカル物質表面における電子と光の結合状態の解明と量 子スピンデバイスへの応用

公益財団法人インテリジェント・コスモス学術振興財団

高効率熱電変換の実現に向けた環境調和型トポ ロジカル絶縁体材料の探索，2021年10月 ～ 2023年03月，高効率熱電変換の実現に向けた環境調和型トポ ロジカル絶縁体材料の探索

公益財団法人 マツダ財団

トポロジカルエキシトニクスの開拓，2021年07月 ～ 2023年03月，トポロジカルエキシトニクスの開拓

本研究課題では、二次元ヘリカルディラックフェルミオンに基づいた二層エキシトン凝縮体の実現によって高効率の超流動エキシトン熱電素子や非散逸エキシトン情報素子を創成し、二次元ディラック電子物性を活かした“トポロジカルエキシトニクス”の学理構築を行う。
そのために、3次元トポロジカル絶縁体の二次元ディラック電子物性に注目し、トポロジカル表面状態の二層構造において空間的に離れた電子と正孔のクーロン相互作用による二層エキシトン凝縮を実現する必要がある。今年度は、3次元トポロジカル絶縁体の剥離・転写法及び微細加工を行い、二層のトポロジカル表面状態の距離を制御したナノデバイスの作製を試みた。トポロジカル材料には、これまでの研究で所有する磁性・非磁性を制御した150種類以上のトポロジカル絶縁体を利用した。本研究では、特にバルクキャリアを伴わない二次元ディラックバンドを有する良質なBiSbTeSe2トポロジカル絶縁体を利用したデバイス作製法の検討やゲート電圧による二層トポロジカル表面のキャリアを独立的に制御可能か検証した。更に、理論計算からのアプローチも考慮しワークステーションの購入などを検討した。

日本学術振興会

不揮発性磁気メモリへの応用に向けた磁性トポロジカル物質の電界制御に関する研究，2021年04月 ～ 2023年03月，不揮発性磁気メモリへの応用に向けた磁性トポロジカル物質の電界制御に関する研究

東北大学電気通信研究所

磁壁移動型メモリの低消費電力動作に向けた界面構造制御，2020年04月 ～ 2024年03月，磁壁移動型メモリの低消費電力動作に向けた界面構造制御

トポロジカル絶縁体として期待されるBi-Sb薄膜を作製するため，Sb用Kセルを導入し，機器の基本特性および成膜条件を精査した．既設のBi用Kセルと合わせて２つのセル温度を調整することで，膜厚および組成制御が可能となった．厚膜の電気特性を測定したところ，従来報告されているバルクの電気抵抗率と同等の膜質のBi-Sb薄膜が得られることを確認した．
前年度までに検討したトポロジカル絶縁体(Topological Insulator, TI)を用いたFET型素子の発展形として，近年，スピン波情報処理で注目されている磁性絶縁体(Ferrimagnetic Insulator, FI)とTIの積層構造において，スピン波の電界制御を検討した．スピン-電荷ポンピングによる散逸トルクが磁化の時間変化に起因するトルクになることに着目して，ダンピング定数の電界制御を試みた．その結果，ゲート電圧によって，大きくダンピング定数を変えられる可能性を示唆した．電界制御したダンピング定数を通じてスピン波伝搬を変調することが可能であり，スピン波を利用した新しい情報処理技術への応用が示唆された．また，磁性絶縁体を利用したスピン波の電界制御は，電流-電圧で制御するこれまでのスピントロニクス素子に比べて，格段の省電力動作が期待できる．
並行してナノワイヤメモリ素子の試作も行った．ナノインプリントリソグラフィによる素子作製を試みて，100nmから2μm幅のナノワイヤを形成するプロセスを構築した．被覆型ナノワイヤの作製過程で複合磁性体の磁気特性を調べた結果，磁気パターンを別の磁性体薄膜に転写する方法を発明して，HDDへの有用性についても成果報告した．

日本学術振興会