2019 Fiscal Year Annual Research Report
Theoretical study on the use of magnetic energy by spinmotive force
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16K05424
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
家田 淳一 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, 研究主幹 (20463797)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | スピン起電力 / 磁気スキルミオン / 磁気ナノピラー構造 / 磁壁運動 / 電界効果 / 原子力電池 / 熱電変換 / 磁気ナノ粒子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
・スピン起電力の出力増大に向けて、反転対称性の破れた強磁性体に存在する磁気スキルミオンが並進運動した際のスピン電場を導出した論文が出版された。また、東北大学の実験グループと、磁気ナノピラー構造における垂直方向の連続スピン起電力生成に関する共同研究を実施し、理論解析を担当した成果が出版された。
・以上の成果を含む内容を、仙台で行われた第60回黎明国際研究会"New Excitations for Spintronics seen with Quantum Beams"において口頭発表した。
・強磁性薄膜の中を伝播する磁壁の運動を電圧で制御する研究を大阪大学の実験グループと共同で実施した。磁壁運動の制御は磁気メモリの高性能化に不可欠であり、電圧印加による制御手法はそれを省エネルギーで実現するものとして期待されているが、これまでの実験報告例では磁壁速度の変速率は高々10倍程度に留まっていた。本研究では、それをはるかに上回る100倍もの磁壁速度の電圧変調に成功した。得られた実験結果が、強磁性薄膜の界面に生じる反対称交換相互作用（ジャロシンスキー・守谷相互作用）の電界制御で説明できる事を理論的に示した。
・熱的スピン起電力に基づく、「原子力電池、原子力電池システム」と「熱電変換システム、熱電変換方法」の２件特許出願を行った。
・マイアミ大学のS.E.Barnes教授の招へいを行い、磁気ナノ粒子におけるスピン起電力に関する共同研究を進めた。また、同教授のところに短期出張し議論を継続するとともに共著論文の執筆に着手した。
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