March 10, 2026
膨張と収縮を繰り返す磁気ドメイン状態を発見 ―磁界周波数コンバータや磁気周波数逓倍器など新しい磁気デバイス応用を発想―（TI-FRISフェロー・後藤太一准教授）
迷路のような磁気ドメインをもつ磁性材料に、強い磁場パルスを加えると、磁性材料全体の磁化が振動する現象が観測されていましたが、そのメカニズムが分かっていませんでした。
TI-FRISフェロー・後藤太一准教授（東北大学電気通信研究所）ら、東北大学、豊橋技術科学大学、信越化学工業株式会社、トルコ・コチ大学による国際共同研究グループは、大規模3次元マイクロ磁気シミュレーションによって、迷路のような磁気ドメインをもつ磁性材料の磁場パルスに対する動的応答を計算しました。この結果、磁気ドメインが膨張と収縮を繰り返していることが分かりました。さらに、その繰り返し周波数は、入力した磁気パルスの強さや幅によって、制御できることも分かりました。この理解を発展させ、磁気パルスの強さを周波数に変換する「磁界周波数コンバータ」や、入力した磁界パルスの周波数の整数倍に出力磁場を変換する「磁気周波数逓倍器」といった新しい磁気デバイスを発想し、基本動作をシミュレーションで確認しました。
本成果は2026年2月23日、応用物理分野の国際専門誌Japanese Journal of Applied Physicsに掲載されました。
図：強磁気パルスを入力したときの磁気ドメインの動き（シミュレーション結果）。膨張と収縮をギガヘルツ周波数で繰り返す磁気ドメインの様子が分かる（動画：https://youtu.be/YS-qeKnwExs）。
論文情報：
タイトル：Nonlinear gigahertz magnetization oscillations in iron garnet films with maze domains induced by strong magnetic pulses
著者：Takumi Koguchi, Hibiki Miyashita, Toshiaki Watanabe, Eri Negishi, Yuichi Nakamura, Mitsuteru Inoue, Kazushi Ishiyama, Mehmet C. Onbasli and Taichi Goto*
*責任著者：東北大学 電気通信研究所 准教授 後藤太一
掲載誌：Japanese Journal of Applied Physics
DOI: 10.35848/1347-4065/ae41fa
