山野井　一人 （ヤマノイ　カズト）

YAMANOI Kazuto

写真a

所属（所属キャンパス）

理工学部 物理学科 理工学部 物理学科 （矢上）

職名

専任講師

メールアドレス

メールアドレス

HP

研究室住所

神奈川県横浜市港北区日吉3-14-1 22-102

研究室電話番号

045-566-1572

外部リンク
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その他の所属・職名 【 表示 ／ 非表示 】

  • 理学部・物理学科, 助教

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経歴 【 表示 ／ 非表示 】

  • 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

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学歴 【 表示 ／ 非表示 】

  • 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

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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

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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）

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研究キーワード 【 表示 ／ 非表示 】

  • 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

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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

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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

    　概要を見る

    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.

  • 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

    　概要を見る

    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.

  • 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.

  • 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.

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KOARA（リポジトリ）収録論文等 【 表示 ／ 非表示 】

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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

    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

    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

  • 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）

  • 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

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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 】

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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

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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 】

  • 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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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
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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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