2009 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Creation and control of spin current |
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| Project/Area Number |
19048027
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
多々良 源 Tokyo Metropolitan University, 大学院・理工学研究科物理学コース, 准教授 (10271529)
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| Keywords | スピントロニクス / スピントルク / 電流誘起磁 / 磁壁 |
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| Research Abstract |
交換相互作用とスピン軌道相互作用は、共に電気伝導と磁化との問の相互変換であるため、スピン軌道相互作用を用いれば、電流を流すことでスピンの流れ(スピン流)を発生し、結果として磁化を発生することが可能である(スピンホール効果)。一方、交換相互作用は磁化からスピン流や電流という電子の流れを生じるはたらきがある)。これらを組み合わせると磁化から発生したスピン流をスピン軌道相互作用を用いて電流に変換することが期待される。これが逆スピンホール効果で、磁気エネルギーを電気的エネルギーに変換する新しいメカニズムである。
本研究ではこの効果を金属中の不純物によるスピン軌道相互作用の場合を考え解析を行った。電子の拡散によるvertex補正をGreen関数を用いて正しく考慮し、電流の保存則を満たした計算である。その結果、確かに磁化ダイナミクスから生じる電流があることがわかり、一部は局所的な寄与、つまり有効電場からの寄与で、残りは不均一電荷分布の誘起に伴う拡散的な電流と解釈されることがわかった。また、スピンポンピングによって生じるスピン流が、有効場により駆動されているのかどうかに関しても微視的解析を進め、その結果通常の状況では有効場の寄与は小さく、むしろ電子の拡散運動でスピン密度が伝搬することで生じるスピン流が主であることが明らかになった。すると強磁性体非磁性体の接合において大きなスピン流を得るためには、界面でのスピン密度を効率よく制御すればよいことになる。スピン流制御においてこの点は非常に重要である。
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[Journal Article] Geometry-dependent scaling of critical current densities for current-induced domain wall motion and transformations2009
Author(s)
Lutz Heyne, Gen Tatara, Hiroshi Kohno, J.Rhensius, Y.-J.Cho, D.Bedau, S.Krzyk, L.J.Heyderman, L.Joly, F.Nolting, S.Seo, M.Klau
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Journal Title
Rev.B 80
Pages: 184405-1/4
Peer Reviewed
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