Theoretical study for thermal generation of new spin currents
Publicly Offered Research
| Project Area | nano spin conversion science |
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| Project/Area Number |
17H05174
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
佐藤 正寛 茨城大学, 理工学研究科(理学野), 准教授 (90425570)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2018)
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| Budget Amount *help |
¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | スピントロニクス / スピンゼーベック効果 / スピン流 / スピンネマティック / マグノンペア / トポロジカル光波 / シフトカレント / フロケ理論 / 非平衡定常状態 / 熱伝導・輸送現象 / フロケ・エンジニアリング / 光渦 / 磁気光学 / 熱磁気効果 / 熱ホール効果 / キタエフスピン液体 / スピン液体 / マグノン / 非平衡輸送現象 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度である2018年度は、主に(1)フラストレート磁性体におけるスピンネマティック液体相におけるスピンゼーベック効果の実験グループとの共同研究、(2)トポロジカル光波の一種であるベクトルビームの磁性への応用、(3)フロケ理論の環境と結合する古典系への拡張、(4)新しい光誘起スピン流生成法(スピン流版太陽電池)の提案、(5)DC(または低周波数)強電場による磁性体の交換相互作用の制御方法の提案、などの研究に注力した。
2018年度内に論文として出版または受理されたのは、(2)(4)の成果であるが、それ以外の成果もすべて論文としてまとめ、現在投稿中であり、研究はほぼ順調に進展したと言える。
以下では、特に本研究課題の中心的成果とも呼べる(1)の内容について解説する。LiCuVO4はフラストレートした擬1次元S=1/2強磁性鎖物質群の代表例であり、磁気秩序相が現れる転移温度(2-3K)より高温側で低磁場(～5T)から飽和磁場近傍(～40T)までスピンネマティック液体相が現れることが知られている。この領域では、マグノンがペアを組んでgaplessとなり、一方で単一マグノンはgapを持つ。このマグノンとマグノンペアの混合液体といえるネマティック液体相のスピントロニクス特性を調べる為、LiCuVO4と常磁性金属Ptを接合した系に温度勾配を印加しスピン流を生成するスピンゼーベック効果の実験を行った。その結果、得られるスピンゼーベック電圧が温度磁場の関数として非単調なピークを持つことが分かった。我々は非平衡グリーン関数法に基づいてスピン流を微視的に計算し、このピーク構造がマグノンペアとマグノンの特性によって生じていることを明らかにした。これらの実験と理論は、スピンネマティック液体相がこれまでスピントロニクスで研究されてきた多くの磁気秩序相とは全く異なる新しい輸送特性を持つことを示している。
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| Research Progress Status |
平成30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 |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(19 results)
