宇佐見研究室
大阪大学 先導的学際研究機構 スピン学際研究部門
大阪大学 先導的学際研究機構 スピン学際研究部門
異種界面材料を基盤とした次世代スピントロニクス技術の開発
異種界面材料は、単相材料のみでは実現が困難な新奇機能や特性を創出できる魅力的なプラットフォームです。
本研究室では、こうした異種界面材料の特性を積極的に活用し、スピントロニクスおよびエレクトロニクスデバイスの高機能化・省電力化に資する技術の創出を目指して研究を推進しています。
最近のできごと
2026/01/28
「軌道磁気モーメントの制御による高性能界面マルチフェロイク構造の実証」に関する論文が、Advanced Science 誌(Impact Factor = 14.1, 2024年)に掲載されました。本研究は、大阪大学大学院基礎工学研究科 浜屋教授、村上祐一氏(修士課程修了生)、ならびに東京科学大学 物質理工学院 合田教授、大阪大学大学院工学研究科 白土教授との共同研究による成果です。https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202522581
2025/12/17
ホームページを公開しました。
次世代不揮発性メモリとして期待されている磁気抵抗ランダムアクセスメモリ(MRAM)は、情報の書き込みに電流を用いるため、書き込み時のエネルギー消費が大きいという課題を抱えています。この課題を克服するため、低消費電力での情報書き込みを可能とする電圧駆動型技術の開発が進められており、さまざまな電圧印加方式が提案されています。中でも、強磁性体と圧電体からなるヘテロ構造、いわゆる「界面マルチフェロイク構造」は、デバイスへの実装性に優れ、電圧による磁化制御を可能とする有望な技術として注目されています。高性能スピントロニクス材料と強誘電体とを組み合わせた高機能界面マルチフェロイク材料の開発を行い、それを応用した電圧制御型スピンデバイスの研究開発を推進しています。
宇佐見 喬政 (Takamasa Usami)
大阪大学 先導的学際研究機構 スピン学際研究部門 講師 (PI)
博士(工学)
researchmap, ORCID, Google Scholar
研究協力者(学生)
大阪大学 大学院基礎工学研究科 附属スピントロニクス学術連携研究教育センター 浜屋研究室と連携し、共同で研究を推進しています。
・萩原 悠介(大阪大学 大学院基礎工学研究科 システム創成専攻 電子光科学領域 博士前期課程)
・中西 悠太(大阪大学 基礎工学部 電子物理科学科 エレクトロニクスコース)
T. Usami, Y. Murakami, R. Watarai, Y. Shiratsuchi, Y. Gohda, K. Hamaya, Adv. Sci. (Early view) https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202522581
S. Yamada, T. Usami, S. Komori, Y. Miura, K. Yamanoi, Y. Nozaki, T. Taniyama, and K. Hamaya, "Electric-Field Control of Low Damping Constant in Epitaxial Co2FeSi/LiNbO3 Multiferroic Heterostructures", Adv. Sci. 12, e11250 (2025). https://doi.org/10.1002/advs.202511250
T. Usami, Y. Kubo, K. Suzuki, S. Mizukami, K. Hamaya, "Piezoelectric strain-mediated control of the tunnel magnetoresistance effect in magnetic tunnel junctions with a Co2FeSi/V/PMN-PT multiferroic heterostructure", Appl. Phys. Lett. 127, 032404 (2025). https://doi.org/10.1063/5.0274897
M. Nishioka, T. Kakutani, T. Kiire, T. Usami, S. Yamada and K. Hamaya, "Perpendicularly magnetized Mn60Ga40 films on Ge(001) grown at low temperature", J. Magn. Magn. Mater. 630, 173338 (2025). https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2025.173338
K. Oki, S. Ueda, T. Usami, S. Fujii, S. Kikuoka, K. Yamamoto, K. Sawano, K. Hamaya, "Room-temperature spin transport through band-to-band tunneling at semiconductor p - n junctions", Phys. Rev. Appl. 23, L051005 (2025). https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevApplied.23.L051005
K. Kanda, R. Atsumi, T. Usami, T. Yamazaki, K. Ueda, T. Seki, S. Miyasaka, J. Matsuno, J. Shiogai, “Suppression of ferromagnetism in rippled La2/3Sr1/3MnO3 membrane with process-induced strain prepared by epitaxial lift-off technique”, APL Mater. 13 (2025). https://doi.org/10.1063/5.0263925
T. Usami, Y. Sanada, S. Fujii, S. Yamada, Y. Shiratsuchi, R. Nakatani, and K. Hamaya, “Artificial Control of Giant Converse Magnetoelectric Effect in Spintronic Multiferroic Heterostructure”, Adv. Sci. 12, 2413566 (2025). https://doi.org/10.1002/advs.202413566
M. Nishioka, M. Yamada, D. Kumar, T. Usami, S. Yamada, S. Mizukami, and K. Hamaya, “Epitaxial growth of CoFe/Ge stacked structures on a perpendicularly magnetized MnGa alloy”, Jpn. J. Appl. Phys. 64, 01SP06 (2025). https://dx.doi.org/10.35848/1347-4065/ad9d4f
A. Das, Mrinalini, T. Usami, S. P. Pati, S. Komori, T. Taniyama, and V. Gorige, “Variation of Gilbert damping constant via interface induced magnetic anisotropy in LSMO/PMN-PT heterostructures”, J. Alloys Compd. 1009, 176866 (2024). https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2024.176866
J. Okabayashi, T. Usami, A. Mahfudh Yatmeidhy, Y. Murakami, Y. Shiratsuchi, R. Nakatani, Y. Gohda, and K. Hamaya, “Strain-induced specific orbital control in a Heusler alloy-based interfacial multiferroics”, NPG Asia Mater. 16, 3 (2024). https://doi.org/10.1038/s41427-023-00524-6
Y. Murakami, T. Usami, R. Watarai, Y. Shiratsuchi, T. Kanashima, R. Nakatani, Y. Gohda, and K. Hamaya, “Metastable Co3Mn/Fe/Pb(Mg1/3Nb2/3)O3–PbTiO3 multiferroic heterostructures”, J. Appl. Phys. 134, 224101 (2023). https://doi.org/10.1063/5.0180644
A. Das, M. Mrinalini, T. Usami, S. P. Pati, T. Taniyama, and V. Gorige, “Electric and Magnetic Tuning of Gilbert Damping Constant in LSMO/PMN-PT(011) Heterostructure”, J. Phys: Condens. Matter 35, 285801 (2023). https://dx.doi.org/10.1088/1361-648X/accc66
T. Usami, Y. Sanada, Y. Shiratsuchi, S. Yamada, T. Kanashima, R. Nakatani, and K. Hamaya, “Converse magnetoelectric coupling coefficient greater than 10-6 s/m in perpendicularly magnetized Co/Pd multilayers on Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3”, J. Magn. Magn. Mater. 570, 170532 (2023). https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2023.170532
S. Yamada, T. Usami, S. Komori, S. Nagata, Y. Nozaki, T. Taniyama and K. Hamaya, 2023 IEEE International Magnetic Conference - Short Papers https://doi.org/10.1109/INTERMAGShortPapers58606.2023.10228793
Y. Murakami, T. Usami, Y. Shiratsuchi, Y. Sanada, S. Yamada, R. Nakatani and K. Hamaya, 2023 IEEE International Magnetic Conference - Short Papers https://doi.org/10.1109/INTERMAGShortPapers58606.2023.10228416
S. Fujii, T. Usami, Y. Shiratsuchi, A. M. Kerrigan, A. M. Yatmeidhy, S. Yamada, T. Kanashima, R. Nakatani, V. K. Lazarov, T. Oguchi, Y. Gohda, and K. Hamaya, “Giant converse magnetoelectric effect in a multiferroic heterostructure with polycrystalline Co2FeSi”, NPG Asia Mater. 14, 43 (2022). https://www.nature.com/articles/s41427-022-00389-1
S. P. Pati, T. Usami, S. Komori, and T. Taniyama, “Emergence of Quasi Two-Dimensional Electronic States at the Interface of LSMO/STO via Lattice Mismatch-Induced Strains”, ACS Appl. Electron. Mater. 4, 4748 (2022). https://doi.org/10.1021/acsaelm.2c00967
T. Usami, S. Fujii, S. Yamada, Y. Shiratsuchi, T. Kanashima, R. Nakatani, and K. Hamaya, “Converse Magnetoelectric Effect in Epitaxial Co2MnSi/Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3 Multiferroic Heterostructures”, IEEE Trans. Magn. 58, 1 (2022). https://ieeexplore.ieee.org/document/9690470
M. Zheng, T. Usami, and T. Taniyama, “Shear-strain-mediated large nonvolatile tuning of ferromagnetic resonance by an electric field in multiferroic heterostructures”, NPG Asia Mater. 13, 7 (2021). https://doi.org/10.1038/s41427-020-00279-4
A. S. Komlev, D. Y. Karpenkov, D. A. Kiselev, T. S. Ilina, A. Chirkova, R. R. Gimaev, T. Usami, T. Taniyama, V. I. Zverev, and N. S. Perov, “Ferromagnetic phase nucleation and its growth evolution in FeRh thin films”, J. Alloys Compd. 874, 159924 (2021). https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.159924
T. Usami, S. Fujii, S. Yamada, Y. Shiratsuchi, R. Nakatani, and K. Hamaya, “Giant magnetoelectric effect in an L21-ordered Co2FeSi/Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3 multiferroic heterostructure”, Appl. Phys. Lett. 118, 142402 (2021). https://doi.org/10.1063/5.0044094
T. Usami, M. Itoh, and T. Taniyama, “Temperature dependence of the effective Gilbert damping constant of FeRh thin films”, AIP Adv. 11, 045302 (2021). https://doi.org/10.1063/5.0039577
T. Usami, M. Itoh, and T. Taniyama, “Compositional dependence of Gilbert damping constant of epitaxial Fe100-xRhx thin films”, Appl. Phys. Lett. 115, 142403 (2019). https://doi.org/10.1063/1.5120597
K. Tachiyama, S. Yasui, WB. N. Aroor Rao, T. Dazai, T. Usami, T. Taniyama, T. Katayama, Y. Hamasaki, J. Yu, H. He, H. Wang, and M. Itoh, “Magnetic properties oSingle Crystal GaFeO3”, MRS Adv. 4, 61 (2019). https://doi.org/10.1557/adv.2019.37
K. Tanaka, T. Moriyama, T. Usami, T. Taniyama, and T. Ono, “Spin torque in FeRh alloy measured by spin-torque ferromagnetic resonance”, Appl. Phys. Express 11, 013008 (2018). https://dx.doi.org/10.7567/APEX.11.013008
T. Usami, I. Suzuki, M. Itoh, and T. Taniyama, “Transmission of spin waves in ordered FeRh epitaxial thin films”, Appl. Phys. Lett. 108, 232404 (2016). https://doi.org/10.1063/1.4953464
科学研究費助成事業(科研費)
若手研究:2024 年4 月 - 2026 年3 月
特別研究員奨励費 (PD) :大阪大学 大学院基礎工学研究科 助教着任のため辞退
若手研究:2021 年4 月 - 2023 年3 月
特別研究員奨励費 (DC1): 2017 年4 月 - 2020 年3 月
財団助成等
日本板硝子材料工学助成会 令和6年度研究助成: 2024 年4 月 - 2027 年3 月
豊田理化学研究所 2024 年度豊田理研スカラー :2024 年4 月 - 2025 年3 月
T. Usami and K. Hamaya, “Giant converse magnetoelectric effect in Co2FeSi/PMN-PT multiferroic heterostructures” The 11th Pacific Rim International Conference on Advanced Materials and Processing, Jeju, South Korea , 令和5年 11月 22日
宇佐見喬政,「強磁性ホイスラー合金/圧電体界面マルチフェロイク構造を利用した磁気異方性の電界制御」岩手スピン若手研究会, 岩手大学,令和5年5月14日
宇佐見喬政,「強磁性ホイスラー合金/強誘電体界面マルチフェロイク構造における磁気異方性の電界制御」電気学会・ナノエレクトロニクス機能化・応用技術調査専門委員会,早稲田大学,令和4年11月18日
特願2023-115275 「積層体及びそれを備える磁気抵抗素子
特願2023-010291 「積層体、磁気抵抗素子、および、積層体製造方法」
連絡先
大阪大学 先導的学際研究機構 スピン学際研究部門
宇佐見 喬政 (Takamasa Usami)
郵便番号:560-0043
住所:大阪府豊中市待兼山町1-2 豊中共創棟A101
電話番号:06-6850-8186 内線(8186)
メールアドレス: usami.takamasa.es@#osaka-u.ac.jp
(メールアドレスは @#を@に変換してください。)