2015 Fiscal Year Annual Research Report
スピン軌道相互作用による界面トポロジカル状態の理論研究
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13J09798
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
高橋 隆志 東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(PD)
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| Project Period (FY) |
2013-04-26 – 2016-03-31
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| Keywords | スピン軌道相互作用 / トポロジカル絶縁体 / 表面 / ベリー位相 / 磁性体 / 磁気双極子相互作用 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成２７年度において本研究員が行った主な理論研究の概要を以下に記す
・角度分解型子電子分光によるベリー曲率の測定
角度分解型光電子分光とは光電効果を用いた固体中の電子状態を観測手法であるが、それらは輸送などの物理量と直接結びつけられない。一方、固体中の電子が軌道角運動量を持つことが知られており、この角運動量はベリー曲率と密接な関係にあるため、ホール伝導にも寄与することが考えられる。本研究者は物質から角度分解して放たれた電子線が、軌道角運動量を持ち、それが物質中のスピンベリー曲率に由来することを示した。この角運動量は、入射光子の空間幅が有限であり、波数空間的な広がりがある場合に発現する。また、スピンベリー曲率は、スピン軌道相互作用が強い物質において発現されると考えられる。更にトポロジカル絶縁体の表面状態における光電子軌道角運動量は直接ベリー曲率と結び付けられることを発見した。
・磁気双極子を介したフォノンとの相互作用によるマグノンのホール効果
強磁性体において磁気双極子相互作用に由来したトポロジー的な観点からの研究が近年になって盛んにされている。また、マグノンの研究において、スピン軌道相互作用を介したフォノン（格子振動波）との相互作用の研究も行われている。本研究員は、磁気双極子相互作用を介したフォノンとマグノンの相互作用について研究を行い、相互作用ギャップを計算した。Yttrium iron garnet（ＹＩＧ）などでは、マグノン－フォノン相互作用においてスピン軌道相互作用が支配的であるが、スピン軌道齟齬作用が弱く磁化が強い物質でれば磁気双極子相互作用が支配的になることを見出した。また、ＹＩＧにおけるフォノンとマグノンの相互作用によるベリー曲率を見積もり、ホール伝播の実験的な測定方法を示した。この研究によって、マグノンの伝播方向を操作することが可能になると考えられる。
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| Research Progress Status |
27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 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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