Conversion Mechanism of Spin and Mechanical Rotation
| Project/Area Number |
20H01865
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 13030:Magnetism, superconductivity and strongly correlated systems-related
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
前川 禎通 国立研究開発法人理化学研究所, 創発物性科学研究センター, 客員主管研究員 (60005973)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中堂 博之 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 研究主幹 (30455282)
大谷 義近 国立研究開発法人理化学研究所, 創発物性科学研究センター, チームリーダー (60245610)
Puebla Jorge 国立研究開発法人理化学研究所, 創発物性科学研究センター, 研究員 (60753647)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥16,900,000 (Direct Cost: ¥13,000,000、Indirect Cost: ¥3,900,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Fiscal Year 2020: ¥6,630,000 (Direct Cost: ¥5,100,000、Indirect Cost: ¥1,530,000)
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| Keywords | 表面弾性波 / スピントロニクス / 渦運動 / スピン波共鳴 / スピンメカトロニクス / スピントロ二クス / 粘性流体 / スキルミオン / 磁気音響効果 / スピン波 / 非相反性 / 磁性薄膜 / バーネット効果 / ベリー位相 / 流体力学 / 電流渦 / 磁気スキルミオン / 核磁気共鳴 / フェリ磁性体 / スピン回転結合 |
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| Outline of Research at the Start |
1915年にアインシュタイン達は磁性と回転運動の等価性を明らかにした。これは力学回転と電子のもつ角運動量（スピン）が角運動量保存則で繋がっていることを証明するものである。物質の持つ角運動量の間には、角運動量保存則を介して相互変換が可能である。本研究では、物質の巨視的な回転に加えて、流れに現れる渦運動など、様々な力学回転と物質中のミクロな角運動量（スピン）との相互変換による新たな分野「スピンメカトロニクス」を構築する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
角運動量保存則を用いて、力学回転の角運動量と物質中の様々な角運動量（スピン）との相互変換機構を明らかにし、「スピンメカトロニクス」分野を構築することを目的とした。
１９１５年にアインシュタイン達は磁性と回転運動の等価性を明らかにした。これは力学回転と電子の持つ角運動量（スピン）が角運動量保存則で繋がっていることを証明するものである。物質の持つ角運動量は、電子スピンに加えて、原子核スピン、流れに現れる渦（局所回転）等、多彩である。そして、これらの間には、角運動量保存則を介して相互変換が可能である。
本研究では、表面弾性波の渦運動と磁性体中のミクロな角運動量（スピン）との相互作用に注目した。表面弾性波とスピンとの相互作用を利用して様々な磁性体のマグノンを検出できる。我々はこの手法を用いて、層状反強磁性体、CrCl３,のマグノン及びNiを用いた蜂の巣ナノ構造磁性体のマグノンを初めて捉えることに成功した。
更に表面弾性波のcavityを導入することにより、マグノンと格子振動の相互作用を増強できることも明らかにした。これらの研究は表面弾性波を用いた磁性体の研究の幅を大幅に広げる事になると期待される。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(23 results)
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[Journal Article] Hybridized Propagation of Spin Waves and Surface Acoustic Waves in a Multiferroic-Ferromagnetic Heterostructure2023
Author(s)
Jilei Chen, Kei Yamamoto, Jianyu Zhang, Ji Ma, Hanchen Wang, Yuanwei Sun, Mingfeng Chen, Jing Ma, Song Liu, Peng Gao, Dapeng Yu, Jean-Philippe Ansermet, Ce-Wen Nan, Sadamichi Maekawa, Haiming Yu
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Journal Title
Physical Review Applied 19(2) 2023年2月16日
Volume: 19
Pages: 024046-024046
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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