Study on the microscopic mechanism of non-adiabatic gyromagnetic effect through crystallographic texture control and manifestation of giant spin torque

• Project/Area Number: 24H00322
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Medium-sized Section 21:Electrical and electronic engineering and related fields
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 能崎 幸雄 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (30304760)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松尾 衛 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, 客員研究員 (80581090) ; 山下 昂洋 長崎大学, 工学研究科, 助教 (80849381)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥49,400,000 (Direct Cost: ¥38,000,000、Indirect Cost: ¥11,400,000); Fiscal Year 2025: ¥7,670,000 (Direct Cost: ¥5,900,000、Indirect Cost: ¥1,770,000); Fiscal Year 2024: ¥32,760,000 (Direct Cost: ¥25,200,000、Indirect Cost: ¥7,560,000)
• Keywords: 磁気回転効果 / 非断熱的過程 / スピントルク

Outline of Research at the Start

普遍的な角運動量保存則にしたがいマクロな回転運動とミクロな電子が角運動量を交換する磁気回転効果は、力学とスピントロニクス(電気・磁気)を融合させる鍵である。本研究では、回転運動に対する電子系の遅延に由来する非断熱的磁気回転効果が発現することを確かめ、これが巨大スピントルクを生み出すことを実証する。そこで、成膜条件により磁性・非磁性金属膜の結晶構造・組織を変化させ、格子系への遍歴電子の束縛条件を制御することにより、断熱領域から非断熱領域への磁気回転効果の遷移や非線形効果の発現を観測する。これにより、磁気回転効果の微視的機構を階層的に理解し、効果を最大化できる材料やデバイス構造を明らかにする。