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

  University College of London, London Centre for Nanotechnology,  Postdoctoral Research Associate

• 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 】

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• 2008年04月

  -

  2012年03月

  福岡大学, 理学部, 応用物理学科

  大学, 卒業, その他

• 2012年04月

  -

  2014年03月

  福岡大学, 理学研究科, 応用物理学専攻

  大学院, 修了, 修士

• 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 】

研究分野 【 表示 ／ 非表示 】

• 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 】

• 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

• 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

• 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 】

• Electric-Field Control of Low Damping Constant in Epitaxial Co2FeSi/LiNbO3 Multiferroic Heterostructures

  Yamada, S; Usami, T; Komori, S; Miura, Y; Yamanoi, K; Nozaki, Y; Taniyama, T; Hamaya, K

  ADVANCED SCIENCE 12 （ 41 ）  2025年11月

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  To develop electric-field control of magnetization dynamics in a magnetic material for magnonic devices with low-energy power consumption operation, an epitaxial half-metallic Co<inf>2</inf>FeSi/LiNbO<inf>3</inf> multiferroic heterostructure is experimentally demonstrated. The epitaxial Co<inf>2</inf>FeSi/LiNbO<inf>3</inf> multiferroic heterostructure shows a low damping constant (α) of ∼0.006 and the value of α is decreased to ∼0.004 by applying an electric field. This means that the magnetization dynamics in an epitaxial half-metallic Co<inf>2</inf>FeSi layer can be controlled via the piezoelectric strain of LiNbO<inf>3</inf> through the magnetoelastic coupling. This study leads to a way toward the realization of magnonic devices with low-energy power consumption operation.

  • Access to Document (DOI)

• Nanometer-thick Si/Al gradient materials for spin torque generation

  Horaguchi, T; He, C; Wen, ZC; Nakayama, H; Ohkubo, T; Mitani, S; Sukegawa, H; Fujimoto, J; Yamanoi, K; Matsuo, M; Nozaki, Y

  SCIENCE ADVANCES 11 （ 19 ）  2025年05月

  査読有り

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  Green materials for efficient charge-to-spin conversion are desired for common spintronic applications. Recent studies have documented the efficient generation of spin torque using spin-orbit interactions (SOIs); however, SOI use relies on the employment of rare metals such as platinum. Here, we demonstrate that a nanometer-thick gradient from silicon to aluminum, which consists of readily available elements from earth resources, can produce a spin torque as large as that of platinum despite the weak SOI of these compositions. The spin torque efficiency can be improved by decreasing the thickness of the gradient, while a sharp interface was not found to increase the spin torque. Moreover, the electric conductivity of the gradient material can be up to twice as large as that of platinum, which provides a way to reduce Joule heating losses in spintronic devices.

  • Access to Document (DOI)

• Reversal of Spin-Torque Polarity with Inverting Current Vorticity in Composition-Graded Layer at the Ti/W Interface

  Nakayama, H; Horaguchi, T; Uzuhashi, J; He, C; Sukegawa, H; Ohkubo, T; Mitani, S; Yamanoi, K; Nozaki, Y

  ADVANCED ELECTRONIC MATERIALS 11 （ 7 ）  2025年05月

  ISSN  2199-160X

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  While compositional gradient-induced spin-current generation is explored, its microscopic mechanisms remain poorly understood. Here, the contribution of polarity of compositional gradient on spin-current generation is explored. A nanoscale compositional gradient, formed by in situ atomic diffusion of ultrathin Ti and W layers, is introduced between 10-nm-thick W and Ti layers. Spin-torque ferromagnetic resonance in ferromagnetic Ni<inf>95</inf>Cu<inf>5</inf> deposited on this gradient reveals that a moderate compositional gradient suppresses negative spin torque from the spin Hall effect in W. In contrast, reversing the Ti/W stacking order, which inverts the gradient, suppresses positive spin torque from the orbital Hall effect in Ti. These findings suggest that the sign of spin torque is governed by the polarity of compositional gradient, providing a novel strategy for efficient spin-torque generation without relying on materials with strong spin or orbital Hall effect.

  • Access to Document (DOI)

• Gyro-spintronic material science using vorticity gradient in solids

  Nozaki, Y; Sukegawa, H; Watanabe, S; Yunoki, S; Horaguchi, T; Nakayama, H; Yamanoi, K; Wen, ZC; He, C; Song, JY; Ohkubo, T; Mitani, S; Maezawa, K; Nishikawa, D; Fujii, S; Matsuo, M; Fujimoto, J; Maekawa, S

  SCIENCE AND TECHNOLOGY OF ADVANCED MATERIALS 26 （ 1 ）  2025年02月

  査読有り,  ISSN  1468-6996

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  We present a novel method for generating spin currents using the gyromagnetic effect, a phenomenon discovered over a century ago. This effect, crucial for understanding the origins of magnetism, enables the coupling between various macroscopic rotational motions and electron spins. While higher rotational speeds intensify the effect, conventional mechanical rotations, typically, below 10,000 RPM, produce negligible results comparable to geomagnetic fluctuations, limiting applied research. Our studies demonstrate that spin current generation comparable to that of rare metals can be achieved through atomic rotations induced by GHz-range surface acoustic waves and the rotational motion of conduction electrons in metallic thin films with nanoscale gradient modulation of electrical conductivity. These effects, termed the acoustic gyromagnetic effect and the current-vorticity gyromagnetic effect, are significant in different contexts. The acoustic gyromagnetic effect is notable in high-conductivity materials like aluminum and copper, which are more abundant than conventional spintronics materials with strong spin–orbit interactions (SOIs). Conversely, the current-vorticity gyromagnetic effect requires a large conductivity gradient to produce current vorticity efficiently. This is achieved by using composition gradient structures from highly conductive metals to poorly conductive oxides or semiconductors. Consequently, unlike traditional strong-SOI materials, we can create highly efficient spin current generators with low energy dissipation due to reduced Joule loss.

  • Access to Document (DOI)

• 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)

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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

総説・解説等 【 表示 ／ 非表示 】

総説・解説等 【 表示 ／ 非表示 】

• Dependence of current-induced switching threshold on composition gradient width in Si/Al-integrated perpendicular magnetic films

  AIP Advances  2026年03月

  • Access to Document (DOI)

研究発表 【 表示 ／ 非表示 】

研究発表 【 表示 ／ 非表示 】

• Acoustically Driven Magnon-Phonon Coupling in an Epitaxially Grown Co2FeSi Alloy

  Kazuto Yamanoi, Shinya Yamada, Kohei Hamaya, Yukio Nozaki

  [国際会議]  The 8th International Conference on Electronic Materials and Nanotechnology for Green Environment (ENGE2024), 

  2024年11月

  , 

  口頭発表（一般）

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

  K. Yamanoi, Y. Nozaki

  [国際会議]  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

  [国際会議]  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

  [国際会議]  International conference on Magnetism 2024, 

  2024年06月

  -

  2024年07月

  , 

  口頭発表（一般）

• 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

  [国際会議]  International conference on Magnetism 2024, 

  2024年06月

  -

  2024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 】

• 金属ナノドットハニカム格子のバレー自由度を用いたスピンメカトロニクス

  2025年04月

  -

  2028年03月

  山野井 一人, 基盤研究(C), 補助金,  研究代表者

• キメラ準粒子の高効率生成に向けたメタマテリアル共振器の開発

  2025年04月

  -

  2027年03月

  山野井 一人, 学術変革領域研究(A), 補助金,  研究代表者

• 弾性波を用いた巨大スピンホール効果の起源解明と高効率化に関する研究

  2022年

  -

  2023年

  公益財団法人 村田学術振興, 公益財団法人 村田学術振興 研究助成, その他,  未設定

• 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

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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 】

• 学会活動貢献賞

  2025年07月, 公益社団法人・日本磁気学会, 企画委員会活動を通した学会活動の活性化への貢献

• 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5年(2023)優秀論文発表賞A(本部表彰)

  山野井一人, 2024年09月, 一般社団法人電気学会

• 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

  2025年度

• 物理学実験第１

  2025年度

• 物理学Ｄ

  2025年度

• 論文講読発表

  2025年度

• 理工学基礎実験

  2025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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