2015 Fiscal Year Research-status Report
秩序状態の局所的空間構造と巨視的位相の結合による量子輸送現象
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15K05192
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
森 道康 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 先端基礎研究センター, 研究主幹 (30396519)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小椎八重 航 国立研究開発法人理化学研究所, 創発物性科学研究センター, 上級研究員 (20273253)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | スピン波 / 電子相関 / 反強磁性体 / スピンホール効果 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
スピンをデバイスに応用しようとするスピントロニクス研究において、重要な物理量が磁気(スピン)の流れであるスピン流である。将来は、スピンだけで動作するデバイスも可能になるかもしれないが、現在はスピントロニクス素子と従来のエレクトロニクス素子とを組み合わせて利用する段階にある。そのため、スピン流と電流との相互変換が起こるスピンホール効果はとても重要である。磁性体のダイナミクスによる時間的・空間的変化を誘起する上でも、スピン流が重要になる。そこで、銅に極めて少量の遷移金属酸化物が添加された系のスピンホール効果の遷移金属依存性を系統的に調べた。密度汎関数法を用いて母体の銅と遷移金属との重なり積分を求め、アンダーソン模型にハートリーフォック近似を用いて電子相関の効果を取り込み、軌道の占有率を計算することで、スピンホール角を計算した。その結果、イリジウムや白金において、電子相関の効果が顕著であることが分かった。
また、モット絶縁体(反強磁性)とドープされたモット絶縁体(金属)の2層系の磁気励起スペクトルの形状変化に関する研究も行った。反強磁性層のスピン波に対する自己エネルギーを、層間の飛び移り積分2次の範囲で求めた。金属層の電子相関はグッツヴィラー近似で扱った。その結果、金属層で電子相関が効く場合には、スピン波の線幅が著しく増大する場合があることが分かった。この成果は、磁性体と金属の2層構造を用いたスピン流注入の効率を左右する要因の一つを与えていると言える。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
反強磁性体と金属の接合において、反強磁性体中スピン波の緩和が、金属中の電子相関により増大する可能性を理論的に明かにした。この成果は、磁性体のダイナミクスを誘起する上で不可欠なスピン流注入の効率が、磁性体と接合を作る金属やそれらの界面の電子状態によって大きく左右される可能性を示唆している。
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| Strategy for Future Research Activity |
磁性体の様々な磁気構造は仮定して、その時間的・空間的ダイナミクスから生じるゲージ場による輸送特性の計算を推し進める。
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| Causes of Carryover |
導入を予定したクラスター計算機が、希望する仕様通りに購入すると予算オーバーだったため、ノード数を減らすなどして購入可能な範囲に収めたため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
翌年度分の助成金と合わせて、当初希望していた仕様の計算機を構成するために使う。
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