2018 Fiscal Year Research-status Report
結晶磁気異方性とギルバート緩和現象に対する有限温度第一原理計算手法の新規開発
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17K14800
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
三浦 大介 東北大学, 工学研究科, 助教 (90708455)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 結晶磁気異方性 / ギルバート緩和 / 有限温度 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，有限温度Tにおける (n次の) 結晶磁気異方性定数Kn(T)とギルバート緩和定数α(T)を統一的立場から同時に記述し，両者の温度特性の起源と相関を明らかにすることを目指す．また，定量評価のための計算手法の構築を目指す．平成30年度は以下のような成果が得られた．(1) 前年度はコリニアな磁化構造を想定したKn(T)の表式を得たが，本年度はこれをノンコリニアな系でも使用可能なように拡張し，Kn(T)へのノンコリニア効果を明らかにした．特に，Dy-Fe-B磁石のKn(T)は低温でプラトーを持ち，また，高温では高次のKn(T)の減衰が遅いといった特徴を持つが，これらがノンコリニア効果として説明できることを示した．(2) 希土類磁石の保磁力評価で重要な，磁化反転過程における活性化エネルギーについて解析を行い，K1(T)と K2(T)を用いた簡明な表式を得た．この結果，K2(T)の影響により，ストーナー・ウォルファース模型の厳密解から大幅にずれることを明らかにした．(3) 希土類磁石のα(T)について，フォノンへの磁化緩和過程を想定した記述を行った．ただし，実験研究が依然として十分でなく，この過程が実際に支配的であるかどうかは明らかでない．(4) 電圧Vの外部電源を接続した磁性金属多層膜間で働く有効交換相互作用Jeffを微視的立場から記述し，Jeff-V特性について検討を行った．Jeffの存在は膜間に働くスピントルクを導くため，磁気緩和における支配因子の1つとして重要である．解析の結果，Vの非線形効果によって，Jeffの大きさだけでなく符号も変化することを示した．
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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
希土類磁石を代表とする局在磁性系における有限温度磁気特性 [Kn(T)やα(T)など] について，理論的支柱としていた平均場近似が想定よりもかなり良い結果を与えることが明らかとなった (ただし，バルク特性に限る)．一方，遍歴磁性系における有限温度磁気特性の解析は，現状では単純な模型での解析が中心となっておりやや遅れているが，計画段階で想定していた結果が得られてきており，本課題全体としてはおおむね順調に進展していると考える．
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度は，主に遍歴磁性体を対象とした磁気特性について，その物質依存性の定量評価に重点をおき，第一原理計算による詳細な検討を行う予定である．同時に，本課題でこれまで得られた知見からKn(T)やα(T)の統一的理解を図る．
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Research Products
(18 results)
