2023 Fiscal Year Annual Research Report
Investigation of nuclear spin-current science and nuclear thermoelectric conversion
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19H05600
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
齊藤 英治 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (80338251)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
塩見 雄毅 東京大学, 大学院総合文化研究科, 准教授 (10633969)
高橋 三郎 東北大学, 材料科学高等研究所, 学術研究員 (60171485)
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| Project Period (FY) |
2019-06-26 – 2024-03-31
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| Keywords | 核スピン流 / 核スピントロニクス / 核スピンゼーベック効果 / 核スピン波 / 核磁気共鳴 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、原子核スピンとスピン流物性を繋ぐ新たな学問領域「核スピン流科学」を建設するものである。本年度の主要成果を以下に記す。
1.極低温スピンペルチェ効果の開拓：我々の研究により見出された、核スピンの熱ゆらぎから熱電変換を可能にする新原理「核スピンゼーベック効果」の逆効果が存在する筈である。これはスピントロニクスを利用した新しい低温冷却技術であり、この実現により量子技術に不可欠な４Ｋ以下の極低温の新しい熱制御技術を創出できる可能性がある。そこでまず、これまで測定手法が存在しなかった低温域のスピンペルチェ効果の測定法を開拓し、RuO2-AlOx混合膜によるオンチップ型の低温下の温度計測法を確立した。実際にプロトタイプ素子において温度2 Kにおいて測定した所、スピンペルチェ効果の特性を満たす温度変化を観測することに成功した。スピンペルチェ効果によって生じた温度変化はサブマイクロケルビンのオーダーであり、測定精度についても数十ナノケルビンの分解能があることが分かった。本研究はPhysical Review Appliedに出版され、Editors’ Suggestionに選出された。
2.マイクロ波電流誘起NMR分光学の開拓：核スピンの持つ高コヒーレンス性に基づくNMRと、高い操作性を持ち情報の読み書き技術として期待されるスピントロニクス技術とを融合させた新しい分光学の開拓に取り組んだ。試料として、反転対称性の破れた金属薄膜を採用し、これにNMR周波数の高周波電流を印加した所、NMR条件において有意な信号を見出した。また、温度・磁場依存性の測定結果とモデル計算との比較を行いその発現機構を明らかにした。これにより、従来のスピントロニクスで最も開拓・応用が進む金属系において核スピン流現象を開拓するための扉が開いたといえる。
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| Research Progress Status |
令和5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 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] Many-body magnonic open quantum systems2023
Author(s)
M. Elyasi, T. Hioki, T. Makiuchi, S. Kanai, L. Sheng, K. Yamamoto, H. Kurebayashi, T. van der Sar, H. Yu, Y. Blanter, S. Fukami, E. Saitoh and G. Bauer
Organizer
Intermag 2023
Int'l Joint Research
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[Presentation] Spin structures in antiferromagnetic NiO/Pt bilayers2023
Author(s)
H. Meer, C. Schmitt, L. Sanchez-Tejerina, O. Gomonay, S. Wust, R. Ramos, P. Herrgen, F. Schreiber, F. Fuhrmann, A. Ross, B. Bednarz, A. Rajan, S. Ding, M. Filianina, F. Maccherozzi, D. Backes, M. Foerster, M. Angel, F. Kronast, S. Valencia, M. Mohamad-Assaad, A. Kleibert, J. Sinova, M. Aeschlimann, G.
Organizer
Intermag 2023
Int'l Joint Research
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[Presentation] Electrical switching of insulating antiferromagnet/heavy metal bilayers2023
Author(s)
C. Schmitt, H. Meer, O. Gomonay, R. Ramos, A. Rajan, F. Schreiber, G. Beneke, A. Kumar, T. Sparmann, B. Bednarz, M. Foerster, M. Angel, J. Sinova, E. Saitoh, L. Baldrati and M. Klaeui
Organizer
Intermag 2023
Int'l Joint Research
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[Presentation] Indirect Optical Manipulation of the Antiferromagnetic Order of Insulating NiO by Ultrafast Interfacial Energy Transfer2023
Author(s)
S. Wust, C. Seibel, H. Meer, P. Herrgen, C. Schmitt, L. Baldrati, R. Ramos, T. Kikkawa, E. Saitoh, O. Gomonay, J. Sinova, Y. Mokrousov, H. Schneider, M. Klae;ui, B. Rethfeld, B. Stadtmueller and M. Aeschlimann
Organizer
Intermag 2023
Int'l Joint Research
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