Spin transport in magnetic nanoparticles
| Project/Area Number |
21K14519
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 29010:Applied physical properties-related
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| Research Institution | Iwate University |
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Principal Investigator |
大柳 洸一 岩手大学, 理工学部, 助教 (50881223)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | スピン流 / スピントロニクス / ナノ粒子 / 磁性ナノ粒子 |
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| Outline of Research at the Start |
スピントロニクス分野では、電子の持つ電荷の自由度に加えスピンの自由度をも利用した電子デバイスの開発が行われている。本研究では、近年、優れたスピン流輸送特性を示す常磁性絶縁体を用いたスピントロニクスを発展させ、強いゆらぎを示す磁性ナノ粒子の超常磁性を用いた新たなスピン流現象を実証する。これにより新たなスピントロニクス素子の開発に繋がる新たなスピン流材料を開拓する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
スピントロニクス分野では、電子の持つ電荷の自由度に加えスピンの自由度をも利用した電子デバイスの開発が行われている。本研究の目的は、様々な形状・物性を示す磁性ナノ粒子を用いた新たなスピントロニクス材料の開発やそこで発現するスピントロニクス現象の開拓である。
本研究課題の目的達成のために本年度は以下の研究に取り組んだ。
(1) 磁性微粒子からなるバルク焼結体の作製を行なった。今年度は、物質・材料研究機構の内田グループの装置を利用し、強磁性金属Co2MnGa微粒子を様々な条件で焼結することで多結晶試料を作製し、その磁気熱電性能を評価した。その結果、多結晶体にもかかわらず、単結晶試料に匹敵する磁気熱電変換性能を示すことがわかった。
(2) ゆらぎの大きな常磁性体と金属薄膜からなる系において熱的にスピン流を生成する常磁性スピンゼーベック効果について実験的・理論的に研究をおこない、その原理を解明した。この知見は、強磁性ナノ粒子において発現する超常磁性状態の磁化を用いたスピンゼーベック効果の原理を理解する上で欠かすことができない重要な知見である。この成果はPhysical Review B誌に掲載された。
(3) 自己組織化を用いて強磁性ナノ粒子の薄膜化を試みた。その結果、10nm程度の強磁性ナノ粒子が薄膜化する条件を絞り込むことができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初予定していた薄膜状の磁性ナノ粒子試料の作製に関して、自己組織化の条件について知見が得られた。また、磁性ナノ粒子を用いたバルク焼結体の作製に成功し、大きな磁気熱電効果が現れることを見出した。さらに、ゆらぎの大きな常磁性体におけるスピンゼーベック効果のメカニズムを解明し、学術論文誌に掲載することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、磁性ナノ粒子の自己組織化を利用した薄膜状試料の作製に取り組み、そのスピン輸送の可能性を探る。磁性ナノ粒子を用いたバルク焼結体について、詳細な構造解析や組成分析を行うことで大きな磁気熱電効果が生じた原因の解明を行い、その成果を学術論文にまとめる。
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Report
(2 results)
Research Products
(6 results)
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[Journal Article] Paramagnetic spin Hall magnetoresistance2021
Author(s)
Koichi Oyanagi, Juan M. Gomez-Perez, Xian-Peng Zhang, Takashi Kikkawa, Yao Chen, Edurne Sagasta, Andrey Chuvilin, Luis E. Hueso, Vitaly N. Golovach, F. Sebastian Bergeret, Felix Casanova, and Eiji Saitoh
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Journal Title
Physical Review B
Volume: 104
Issue: 13
Pages: 1344281-14
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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