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スピン流を用いた量子干渉効果の研究

Research Project

Project/Area Number 15J08073
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Condensed matter physics II
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

大森 康智  東京大学, 新領域創成科学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywordsスピントロニクス / 磁性 / 磁性体 / スピンホール効果 / 超伝導 / 金属強磁性体
Outline of Annual Research Achievements

ジョセフソン接合の作製に関して、蒸着法を主としてスピン注入可能なジョセフソン接合系の作製を行っていく予定であった。具体的にはアルミニウム/ビスマス添加銅/アルミニウム系を検討していた。試験的な試料の作製を行ったが、アルミニウム/ビスマス銅間の導通の確保と素子の安定性が課題であった。また、昨年度得られた強磁性体におけるスピンホール効果の温度依存性や、内因性及び外因性の違いによる異常ホール効果との関係性、磁化依存性について、追加の測定と解析及び共同研究グループとの議論を行った。
3d遷移金属強磁性体において、温度依存性がスピンホール効果において特に強く、理論計算を踏まえると通常考えられる内因性機構によるものとは考えにくいため、高温においてスピンホール効果にのみ寄与するなんらかの機構が存在すると結論付けた。特にその可能性として、マグノンスピン流による影響が生じているのではないかと考え、検討している。また、低温においても、異常ホール効果とスピンホール効果の関係は単純ではなく、直感的に得られるような、スピン偏極率によって結び付けられるものにはならないことを示した。
また、強磁性体におけるスピンホール効果の磁化依存性を調べるため、非磁性体ビスマス添加銅やタンタルのスピンホール効果を用いたスピン注入を試みた。得られた信号は磁化による依存性が生じなかった。ただし数値計算によって予測されたスピンホール信号強度は信号のノイズ強度と同じオーダーであったので、より信号強度の大きな測定手法を開発し、磁化依存性を議論することが望まれる。
更に、強磁性体パーマロイにおいて、スピン吸収法を用いた測定によって回帰的にスピン拡散長を決定する手法に関する論文がスペインのグループとの共同でApplied Physics Lettersに報告された。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (23 results)

All 2017 2016 2015 Other

All Int'l Joint Research (7 results) Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] CIC Nanogune/IKERBASQUE(スペイン)

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] H. H. Wills Physics Laboratory/University of Bristol(英国)

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  • [Int'l Joint Research] CIC nanogune/IKERBASQUE(スペイン)

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  • [Int'l Joint Research] H. H. Wills Physics Laboratory/University of Bristol(英国)

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  • [Int'l Joint Research] CIC Nanogune/IKERBASQUE(スペイン)

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  • [Int'l Joint Research] Institut Laue Langevin/LPMMC (UMR 5493)/Mixte de Physique CNRS/Thales(フランス)

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      2015 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] H. H. Wills Physics Laboratory/University of Bristol(英国)

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      2015 Annual Research Report
  • [Journal Article] Spin diffusion length of Permalloy using spin absorption in lateral spin valves2017

    • Author(s)
      Sagasta Edurne、Omori Yasutomo、Isasa Miren、Otani YoshiChika、Hueso Luis E.、Casanova F?lix
    • Journal Title

      Appl. Phys. Lett.

      Volume: 111 Issue: 8 Pages: 082407-082407

    • DOI

      10.1063/1.4990652

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Spin mixing conductance in Cu-Ir dilute alloys2016

    • Author(s)
      S. Takizawa, M. Kimata, Y. Omori, Y. Niimi, and Y. Otani
    • Journal Title

      Applied Physics Express

      Volume: 9

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Tuning the spin Hall effect of Pt from the moderately dirty to the superclean regime2016

    • Author(s)
      E. Sagasta, Y. Omori, M. Isasa, M. Gradhand, L. E. Hueso, Y. Niimi, and Y. Otani, and F. Casanova
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 94 Issue: 6

    • DOI

      10.1103/physrevb.94.060412

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Quasiparticle-mediated spin Hall effect in a superconductor2015

    • Author(s)
      T. Wakamura, H. Akaike, Y. Omori, S. Takahashi, Y. Niimi, A. Fujimaki, S. Maekawa and Y. Otani
    • Journal Title

      Nature Materials

      Volume: 未定 Issue: 7 Pages: 675-678

    • DOI

      10.1038/nmat4276

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Strong suppression of the spin Hall effect in the spin glass state2015

    • Author(s)
      Y. Niimi, M. Kimata, Y. Omori, B. Gu, T. Ziman, S. Maekawa, A. Fert, and Y. Otani
    • Journal Title

      Phys. Rev. Lett

      Volume: 115 Issue: 19

    • DOI

      10.1103/physrevlett.115.196602

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] An analysis on the relationship between the spin Hall effect and anomalous Hall effect in ferromagnetic metals2017

    • Author(s)
      Omori Yasutomo、Sagasta Edurne、 Isasa Miren、Gradhand Martin、 Niimi Yasuhiro、Hueso Luis E.、Casanova Felix、 Otani YoshiChika
    • Organizer
      62nd Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials(MMM2017)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 強磁性体におけるスピンホール効果の磁化依存性2017

    • Author(s)
      大森 康智、Sagasta Edurne、 Isasa Miren、Gradhand Martin、 Hueso Luis E.、新見 康洋、Casanova Felix、 大谷 義近
    • Organizer
      日本物理学会2017年秋季大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Tuning the spin Hall effect of Pt from the moderately dirty to the superclean regime2016

    • Author(s)
      E. Sagasta, Y. Omori, M. Isasa, M. Gradhand, L.E. Hueso, Y. Niimi, Y. Otani & F. Casanova
    • Organizer
      61st Annual Conference on Magnetism & Magnetic Materials
    • Place of Presentation
      New Orleans, Louisiana, USA
    • Year and Date
      2016-10-31
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 白金におけるスピンホール効果の抵抗率依存性2016

    • Author(s)
      大森 康智, E. Sagasta, M. Isasa, M. Gradhand, L. Hueso, 新見 康洋, F. Casanova, 大谷 義近
    • Organizer
      日本物理学会2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      金沢大学(石川県金沢市)
    • Year and Date
      2016-09-13
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 導電性有機薄膜への電気的スピン注入,2016

    • Author(s)
      瀧澤 誓, 大森 康智, 木俣 基, 大谷 義近
    • Organizer
      日本物理学会2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      金沢大学(石川県金沢市)
    • Year and Date
      2016-09-13
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Tuning the spin Hall effect of Pt from the moderately dirty to the superclean regime2016

    • Author(s)
      Y. Omori, E. Sagasta, M. Isasa, M. Gradhand, L. Hueso, Y. Niimi, F. Casanova & Y. Otani
    • Organizer
      9th International Conference on Physics and Applications of Spin-Related Phenomena in Solids
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2016-08-08
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 3d遷移金属強磁性体のスピンホール効果II2015

    • Author(s)
      大森 康智, 新見 康洋, 大谷 義近
    • Organizer
      日本物理学会 2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      関西大学(大阪府・吹田市)
    • Year and Date
      2015-09-16
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] EuNiGe3における異方的異常ホール効果2015

    • Author(s)
      木俣 基, 大森 康智, 瀧澤 誓, 赤嶺 拡, 安次富 洋介, 辺土 正人, 仲間 隆男, 大貫 惇睦, 大谷 義近
    • Organizer
      日本物理学会 2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      関西大学(大阪府・吹田市)
    • Year and Date
      2015-09-16
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Spin Hall effect in Ferromagnetic metals2015

    • Author(s)
      Y. Omori, Y. Niimi & Y. Otani
    • Organizer
      2015 European School on Magnetism
    • Place of Presentation
      Cluj Napoca(ルーマニア)
    • Year and Date
      2015-08-24
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Detection of spin fluctuation in spin glass via spin Hall effect (invited)2015

    • Author(s)
      Y. Niimi, B. Gu, M. Kimata, Y. Omori, T. Ziman, S. Maekawa, A. Fert & Y. Otani
    • Organizer
      Workshop on ThermoSpin effects
    • Place of Presentation
      Zaragoza大学(スペイン)
    • Year and Date
      2015-07-03
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Detection of spin fluctuations in spin glass via spin Hall effect2015

    • Author(s)
      Y. Niimi, M. Kimata, Y. Omori, B. Gu, T. Ziman, S. Maekawa, A. Fert & Y. Otani
    • Organizer
      Symposium on "New Perspectives in Sprintronic and Mesoscopic Physics
    • Place of Presentation
      物性研究所(千葉県・柏市)
    • Year and Date
      2015-06-01
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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