2016 Fiscal Year Research-status Report
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16K13827
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
塩見 雄毅 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (10633969)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | スピントロニクス / スピン流 / 量子スピン系 / スピン液体 / スピノン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、量子スピン系（スピン液体状態）におけるスピン励起であるスピノンによるスピン流の開拓を目指して研究を行う。今年度は、典型的な一次元量子スピン系Sr2CuO3単結晶においてスピノンスピン流の実証をスピンゼーベック効果測定を用いて行った。結果として、Sr2CuO3|Ptにおいてスピンゼーベック電圧が観測され、その符号はフェリ磁性体Y3Fe5O12|Ptのスピンゼーベック電圧の符号と反対であることがわかった。これは、直観的には、フェリ磁性体のマグノンは磁化が減少する励起であるのに対し、スピノンは磁化がないときからの励起であるため磁化が大きくなるという違いに対応する。理論研究者との共同研究により微視的な理論も構築し、上記の直観的描像が正しいことを示した。また、一次元スピン鎖と直交する方向にはスピノンスピン流の寄与が観測されないこと、PtとWで逆スピンホール起電力の符号が逆になることなどを確かめ、結果をサポートした。上記内容をNature Physicsに投稿し、掲載受理された。現在は、より結果をサポートするために追加実験を行い、フォローアップ論文の準備を進めている。また、この研究成果を基盤とした研究展開として、物性物理学において現在ホットトピックの一つである二次元系の量子スピン液体に物質を拡げて研究することが考えられる。最近特に注目されるキタエフ候補物質RuCl3における研究も開始し、予備的成果としてスピン由来の熱伝導率を観測している（論文投稿中）。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
既に計画の目標であったスピノンスピン流の実験的実現を達成した。次年度はスピノンスピン流の長距離伝搬性の検証や、計画を超えて新奇スピノンスピン流現象の開拓や、他のスピン液体物質への展開を狙う。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は計画を超えた新奇スピノンスピン流現象の開拓や、他のスピン液体物質への展開を狙う。
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[Journal Article] One-dimensional spinon spin currents2017
Author(s)
Daichi Hirobe, Masahiro Sato, Takayuki Kawamata, Yuki Shiomi, Ken-ichi Uchida, Ryo Iguchi, Yoji Koike, Sadamichi Maekawa, and Eiji Saitoh
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Journal Title
Nature Physics
Volume: 13
Pages: 30-34
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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