慶應義塾研究者情報データベース

その他の所属・職名 【 表示 ／ 非表示 】

その他の所属・職名 【 表示 ／ 非表示 】

• 理学部・物理学科, 助教

経歴 【 表示 ／ 非表示 】

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• 2017年04月

  -

  2018年03月

  九州大学　大学院理学研究院　物理学部門, 特別研究（PD）

• 2018年04月

  -

  2018年06月

  九州大学　理学研究院物理学部門, 技術職員

• 2018年07月

  -

  2019年03月

  ロンドン大学, London cetre for Nanotechnology, ポスドク研究員

• 2019年04月

  -

  継続中

  慶應義塾大学, 理工学部 物理学科, 助教

学歴 【 表示 ／ 非表示 】

学歴 【 表示 ／ 非表示 】

• 2014年04月

  -

  2017年03月

  九州大学, 理学府, 物理学専攻

  大学院, 修了, 博士後期

学位 【 表示 ／ 非表示 】

学位 【 表示 ／ 非表示 】

• 理学, 九州大学, 大学評価・学位授与機構, 2017年03月

研究分野 【 表示 ／ 非表示 】

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• 自然科学一般 / 磁性、超伝導、強相関系 （スピントロニクス、スピンダイナミクス、スピン波、磁性物理学）

研究キーワード 【 表示 ／ 非表示 】

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• スピントロニクス、スピンダイナミクス、磁気相転移、音波、ナノテクノロジー

研究テーマ 【 表示 ／ 非表示 】

研究テーマ 【 表示 ／ 非表示 】

• 磁気相転移を用いたスピントロニクス研究, 

  2019年04月

  -

  継続中

• 音波を用いたマグノン-フォノン結合に関する研究, 

  2019年04月

  -

  継続中

• 熱スピン変換に関する研究, 

  2014年04月

  -

  継続中

論文 【 表示 ／ 非表示 】

論文 【 表示 ／ 非表示 】

• Spatiotemporal visualization of a surface acoustic wave coupled to magnons across a submillimeter-long sample by pulsed laser interferometry

  Maezawa K, Fujii S, Yamanoi K, Nozaki Y, Watanabe S

  Physical Review Applied （AMER PHYSICAL SOC）  21 （ 4 ）  2024年04月

  研究論文（学術雑誌）, 共著,  ISSN  2331-7019

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  Surface acoustic waves (SAWs) coupled to magnons have attracted much attention because they allow for the long-range transport of magnetic information that cannot be achieved by magnon alone. We employed pulsed laser interferometry to visualize the entire spatiotemporal dynamics of a SAW that travels on a nickel (Ni) thin film and is coupled to magnons. It was possible to trace the coupling-induced amplitude reduction and phase shift that occurs as the SAW propagates over a distance of 0.4 mm. The observed changes are consistent with results obtained from conventional radio-frequency transmission measurements, which probe the total SAW absorption due to magnon-phonon coupling. This result verifies that our method can accurately capture the spatiotemporal dynamics of a SAW coupled to magnons across the entire length of the sample. Additionally, we validated our time-resolved profiles by comparing them with theoretical results that take the echo wave due to reflection into account. The impact of the echo wave is significant even when it has propagated over a distance of the order of millimeters. Our imaging results highlight the visualization of the long-range propagation of the SAW coupled to magnons and offer more information about the surface vibration profiles in such devices.

  • Access to Document (DOI)

• Y₃Fe₅O₁₂ film with multi-domain epitaxy on single-crystalline LiNbO₃ substrate

  Yamanoi K, Hase K, Komori S, Taniyama T, Nozaki Y

  APL Materials （AIP Publishing）  12 （ 2 ）  2024年02月

  研究論文（学術雑誌）, 共著, 筆頭著者, 責任著者, 査読有り,  ISSN  2166-532X

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  Y3Fe5O12 is one of the magnetic insulators that can realize high-speed and low-power-consuming spintronics devices. However, it is hard to prepare a high-quality Y3Fe5O12 film via a conventional sputtering process owing to its low crystalline texture, which leads to a crucial increase in the Gilbert damping constant. Moreover, a single crystalline Gd3Ga5O12 substrate, whose lattice constant is well matched with Y3Fe5O12, is indispensable to improve the crystallinity of the Y3Fe5O12 film. In this article, we demonstrated an epitaxial growth of multiple domains for a 30-nm-thick Y3Fe5O12 film by means of magnetron sputtering on a single crystalline 128° Y-X LiNbO3 substrate , which has been widely utilized in surface acoustic wave devices. From the pole figure of x-ray diffraction, an oblique epitaxial growth of Y3Fe5O12(400) is successfully observed on the 128° Y-X LiNbO3 substrate after a high-temperature post-annealing. The saturation magnetization is equivalent to the value of the epitaxial Y3Fe5O12 film on the Gd3Ga5O12 substrate. The relatively low effective Gilbert damping constant of 0.0039 also supports the high crystalline texture of the Y3Fe5O12 film. The developed growth technique will pave the way for the application of the Y3Fe5O12 film on magneto-acoustic devices.

  • Access to Document (DOI)

• NiFe/Pt 2層膜の音響スピン注入の温度依存性

  山野井一人, 鳥羽竜生, 能崎幸雄

  電気学会研究会資料 23 （ 076 ）  2023年08月

  研究論文（研究会，シンポジウム資料等）, 共著, 筆頭著者

• A large modulation of spin pumping using magnetic phase transitions in single crystalline dysprosium

  Kazuto Yamanoi, Yuri Sakakibara, Junji Fujimoto, Mamoru Matsuo, Yukio Nozaki

  Applied Physics Express （IOP Publishing）  16 （ 6 ） 063004 - 063004 2023年06月

  研究論文（学術雑誌）, 共著, 筆頭著者, 責任著者, 査読有り,  ISSN  18820778

  　概要を見る

  We report a large modulation of spin pumping using temperature-induced magnetic phase transitions in c-axis oriented single crystalline dysprosium (Dy). From the temperature variation of the magnetic susceptibility, transitions from paramagnetic (PM) to ferromagnetic (FM) phases via antiferromagnetic (AFM) phase are clearly observed in the Dy. Unlike polycrystalline Dy, the spin pumping of both PM- and AFM-Dy are strongly suppressed owing to the increased non-dissipative backflow of spin current by the long-range spin transport, although two orders of magnitude difference exist between FM- and AFM-phases.

  • Access to Document (DOI)

• Spin-torque generation using a compositional gradient at the interface between titanium and tungsten thin films

  Hayato Nakayama, Taisuke Horaguchi, Cong He, Hiroaki Sukegawa, Tadakatsu Ohkubo, Seiji Mitani, Kazuto Yamanoi, Yukio Nozaki

  Physical Review B （AMER PHYSICAL SOC）  107 （ 17 ）  2023年05月

  研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り,  ISSN  24699950

  　概要を見る

  We experimentally demonstrate spin-torque generation using a compositional gradient at the interface between titanium and tungsten thin films. The width of the compositional gradient interface (CGI) between films is varied from 1.4 to 2.0 nm via sputtering. Spin-torque ferromagnetic resonance is observed in the ferromagnetic Ni95Cu5 alloy fabricated on a Ti/W bilayer with the CGI. The positive spin torque increases with decreasing CGI width, but a negative spin torque is superimposed owing to the negative spin Hall effect in bulk tungsten. A structural undulation in the CGI eliminates this variation in positive spin torque. The CGI width dependence of the spin torque is associated with the generation of spin and/or orbital angular momentum flow at the CGI. Spin-torque generation using a CGI expands the range of material choice for magnetic nonvolatile memory applications.

  • Access to Document (DOI)

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KOARA（リポジトリ）収録論文等 【 表示 ／ 非表示 】

KOARA（リポジトリ）収録論文等 【 表示 ／ 非表示 】

• スピン渦度結合を用いた反強磁性スピン注入技術の開発

  山野井, 一人

  科学研究費補助金研究成果報告書 2020年

• 表面弾性波を用いた熱スピン変換技術の開発

  山野井, 一人

  学事振興資金研究成果実績報告書 （慶應義塾大学）  2019年

研究発表 【 表示 ／ 非表示 】

研究発表 【 表示 ／ 非表示 】

• Comparison of temperature dependence of the acoustically excited spin waves between NiFe and NiFe/Pt films

  K. Yamanoi, Y. Nozaki

  International conference on Magnetism 2024, 

  2024年06月

  -

  2024年07月

  , 

  ポスター発表

• Experimental demonstration of SOT switching in a Pt/Co/Pt trilayer film fabricated on a Si/Al gradient material

  S. Takagi, T. Horaguchi, K. Yamanoi, Y. Nozaki

  International conference on Magnetism 2024, 

  2024年06月

  -

  2024年07月

  , 

  ポスター発表

• Spin torque modulation using compositional gradient interface between Ti and W

  H. Nakayama, T. Horaguchi, C. He, H. Sukegawa, T. Ohkubo, S. Mitani, K. Yamanoi, Y. Nozaki

  International conference on Magnetism 2024, 

  2024年06月

  -

  2024年07月

  , 

  ポスター発表

• Direct imaging of spatial decay profiles of surface acoustic waves due to magnon-phonon coupling in ferromagnets

  K. Maezawa, S. Fujii, K. Yamanoi, Y. Nozaki, S. Watanabe

  International conference on Magnetism 2024, 

  2024年06月

  -

  2024年07月

  , 

  口頭発表（一般）

• Spinwave resonance excitation via magnetoelastic effect in ferromagnetic nickel films induced by higher-order surface acoustic wave

  K. Yamanoi, Y. Nozaki

  11th International Symposium on Metallic Multilayers (MML2023), 

  2023年07月

  , 

  ポスター発表

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競争的研究費の研究課題 【 表示 ／ 非表示 】

競争的研究費の研究課題 【 表示 ／ 非表示 】

• スピン渦度結合を用いた反強磁性スピン注入技術の開発

  2019年08月

  -

  2021年03月

  文部科学省・日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 山野井 一人, 研究活動スタート支援, 補助金,  研究代表者

  　研究概要を見る

  本研究では、巨視的な回転運動と電子スピンの結合であるスピン渦度結合を反強磁性を示すDyに適用することで、Dyを用いた非熱的スピン流生成技術の実現を目指した。
  まずはDyの薄膜化を目指して、スパッタ成膜の最適条件を探索し、高品質なDy薄膜を実現した。更にDy薄膜を用いたスピン注入実験から、反強磁性状態にてスピンポンピング効率の強い抑制効果の観測に成功した。上述の実験に成功した一方で、スピン渦度結合の実験では、Dy薄膜を伝搬した表面弾性波の信号強度が著しく低減してしまった。これを解決するために、Dyの更なる薄膜化を目指した。今後は薄膜化したDyを用いたスピン渦度結合の観測を試みる。

• 静水圧力による純スピン流制御

  2017年

  QRプログラム・わかばチャレンジ, 研究分担者

• スピンダイナミクスと熱スピン注入の融合によるワイヤレス・スピン流生成とその応用

  2016年04月

  -

  2018年03月

  日本学術振興会, 科学研究費助成事業 特別研究員奨励費, 山野井 一人, 特別研究員奨励費, 未設定

  　研究概要を見る

  エレクトロニクスデバイスの更なる高性能化・高機能化の観点から、磁性体中のスピンの特性を積極的に活用したスピンデバイスが注目されている。スピンデバイスを動作させるうえで、最も重要な物理量はスピン角運動量の流れに対応するスピン流であるため、これまでに様々なスピン流の生成・制御手法が開発されている。近年、スピン流と熱との相互作用に進展があり、磁性体/非磁性体の接合界面に温度勾配を設けると熱を駆動力としたスピン流が生じることが分かってきた。更に、これまでの研究から磁性薄膜にマイクロ波を照射して磁化の共鳴歳差運動現象を誘起することで、磁性体を加熱できることを明らかとした。このことは、このマイクロ波による磁性体加熱効果を、磁性体/非磁性体複合構造に適用することで、ワイヤレスにスピン流を制御可能なため、新奇なワイヤレス・スピンデバイスの創生が期待される。
  本研究プロジェクトの最終年度である本年度は、昨年度までに得られた研究成果である、発熱効果の高い磁性体の探索、熱励起スピン流の評価手法の開発等を活用し、ワイヤレス・スピンデバイスで重要となる熱スピン注入技術の更なる高効率化を目指したので、下記に報告する。
  素子(A)磁性体/白金/基板と素子(B)白金/磁性体/基板の類似の構造を持つ2つの素子を作製し、白金へ注入されるスピン流量を比較した。その結果、素子(A) のスピン流の注入量は素子(B) と比較して、3 倍近く大きい結果が得られた。これは、磁性体で発生した熱が、試料A では白金を介して、基板に逃げるため、効果的な温度勾配が形成されるのに対して、試料B では、主に基板に逃げるため、白金に流入する熱が小さくなる。その結果、観測されたスピン流生成量に大きな差が生じたことが考えられる。今回得られた結果は、構造のみでスピン流生成量の増大が可能なため、多種多様なスピンデバイスへの応用が期待できる。

• 共鳴歳差運動を利用したワイヤレス・熱スピン注入技術の開発とエナジーハーベスティングデバイスへの応用

  2015年

  公益財団法人・村田学術振興財団, 研究者海外派遣, 未設定

• スピンダイナミクスと熱スピン注入の融合によるワイヤレス・スピン流生成とその応用

  2014年

  国立大学法人九州大学 ロバート・ファン/アントレプレナーシップ・センター（QREC), 第7回 アカデミックチャレンジ2014, 未設定

知的財産権等 【 表示 ／ 非表示 】

知的財産権等 【 表示 ／ 非表示 】

• スピントロニクス素子、ワイヤレス給電装置、磁気センサー、磁気記録媒体、磁気メモリ、高周波フィルタおよびスピン発振器

  出願日： 特願2015-185269  2015年09月 

  公開日： 特開2016-066796  2016年04月 

  特許権

受賞 【 表示 ／ 非表示 】

受賞 【 表示 ／ 非表示 】

• 電気学会 令和5年(2023)優秀論文発表賞A(本部表彰)

  2024年09月, 一般社団法人電気学会

  受賞区分： 国内学会・会議・シンポジウム等の賞

• 電気学会 令和3年(2021)優秀論文発表賞(A部門賞)

  山野井一人, 2022年09月, 一般社団法人電気学会

  受賞区分： 国内学会・会議・シンポジウム等の賞

• 日本磁気学会　桜井講演賞

  2016年09月, 日本磁気学会, 強磁性共鳴による磁性体加熱効果と熱スピン注入

  受賞区分： 国内学会・会議・シンポジウム等の賞

担当授業科目 【 表示 ／ 非表示 】

担当授業科目 【 表示 ／ 非表示 】

• 物理学実験第２

  2024年度

• 物理学実験第１

  2024年度

• 物理学Ｄ

  2024年度

• 理工学基礎実験

  2024年度

• 物理学実験第２

  2023年度

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担当経験のある授業科目 【 表示 ／ 非表示 】

担当経験のある授業科目 【 表示 ／ 非表示 】

• 物理学実験第１

  慶應義塾

  2024年04月

  -

  2025年03月

• 物理学実験第２

  慶應義塾

  2024年04月

  -

  2025年03月

• 物理学Ｄ

  慶應義塾

  2024年04月

  -

  2025年03月

• 理工学基礎実験

  慶應義塾

  2024年04月

  -

  2025年03月

• 物理学実験第１

  慶應義塾

  2023年04月

  -

  2024年03月

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メディア報道 【 表示 ／ 非表示 】

メディア報道 【 表示 ／ 非表示 】

• マイクロ波を用いた熱スピン注入技術の開発 －ワイヤレス・スピンデバイスの実現に期待－

  2017年12月

• 小さな磁石の大きな可能性

  2016年08月

所属学協会 【 表示 ／ 非表示 】

所属学協会 【 表示 ／ 非表示 】

• 一般社団法人 電気学会, 

  2019年06月

  -

  継続中

• 日本磁気学会, 

  2016年04月

  -

  継続中

• 日本物理学会, 

  2013年04月

  -

  継続中

• 日本応用物理学会, 

  2013年04月

  -

  継続中

委員歴 【 表示 ／ 非表示 】

委員歴 【 表示 ／ 非表示 】

• 2023年06月

  -

  継続中

  日本磁気学会 企画幹事

• 2023年04月

  -

  継続中

  日本磁気学会サマースクール, チーフオーガナイザ , 日本磁気学会

• 2023年

  -

  継続中

  企画幹事, 日本磁気学会

• 2023年

  -

  継続中

  チーフオーガナイザ, 日本磁気学会サマースクール

• 2021年06月

  -

  継続中

  日本磁気学会 企画委員 , 日本磁気学会

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