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2023 Fiscal Year Annual Research Report

スピントロニクス現象における相互作用効果

Research Project

Project/Area Number 19K03744
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

河野 浩  名古屋大学, 理学研究科, 教授 (10234709)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2024-03-31
Keywordsスピン軌道相互作用 / ジャロシンスキー・守谷相互作用 / 磁性トポロジカル絶縁体 / ラシュバ磁性体 / ワイル半金属 / ラシュバ型スピン軌道相互作用 / 動的格子変形 / スピン流
Outline of Annual Research Achievements

2023年度は、まずジャロシンスキー・守谷相互作用の微視的計算を、面内磁化成分をもつラシュバ強磁性体に対して行った。実験家との共同研究で、ジャロシンスキー・守谷相互作用が重要な役割を果たすスピンホールトルクによるフェリ磁壁移動を解析し、フェリ磁壁に特有の自励振動状態を見出した。動的格子変形に誘起されるスピン流については、強束縛模型から出発して導いた有効摂動ハミルトニアンに基づいて具体的に計算し、四重極スピン流・垂直スピン流・ヘリシティ流といった多彩なスピン流が誘起されることを見出した。また、同様の手法を軌道流に適用して、軌道流の力学的生成を調べた。スピントルクとスピン起電力の複合効果である創発インダクタについて、Onsagerの相反定理の観点から考察した。
研究期間全体の成果は以下のとおり:(1) コリニアおよび傾角反強磁性体におけるトポロジカル・ホール効果、コリニア反強磁性体におけるトポロジカル・スピンホール効果およびスピン起電力の微視的計算を行った。これにより、反強磁性体における創発電磁場(および創発ベクトルポテンシャル)を同定した。これらはすべて、ベリー位相描像の前提(断熱過程)が破綻して非断熱効果が重要になる状況である。(2)反強磁性体におけるスピン移行トルクの微視的計算を行った。(3)トポロジカルな磁化構造が存在する下でのマグノン・ドラッグ過程を調べた。(4)スピン軌道相互作用の強いバンド電子が媒介するジャロシンスキー・守谷相互作用の微視的理論を構築した。(5)力学的スピン流生成に対するスピン軌道相互作用の効果を、多軌道強束縛模型から出発して微視的に調べた。

  • Research Products

    (10 results)

All 2023

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Microscopic Analysis of Lattice Distortion Effects in Rashba Systems2023

    • Author(s)
      Yuuki Ogawa, Takumi Funato, and Hiroshi Kohno
    • Journal Title

      J. Phys. Soc. Japan

      Volume: 92 Pages: 113702 1-4

    • DOI

      10.7566/JPSJ.92.113702

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dzyaloshinskii-Moriya interaction in strongly spin-orbit coupled systems: General formula and application to topological and Rashba materials2023

    • Author(s)
      Yuto Hayakawa, Yusuke Imai, and Hiroshi Kohno
    • Journal Title

      Phys. Rev. B

      Volume: 108 Pages: 064409 1-17

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.108.064409

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Mechanical Spin Current Generation via Intrinsic Spin-Orbit Interaction with Spatial Inversion Symmetry2023

    • Author(s)
      Y. Ogawa and H. Kohno
    • Organizer
      Intermag2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Microscopic Calculation of Dzyaloshinskii-Moriya Interaction in a Rashba Ferromagnet2023

    • Author(s)
      Y. Hayakawa and H. Kohno
    • Organizer
      Intermag2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Microscopic Theory of Spin Motive Force in Antiferromagnets2023

    • Author(s)
      S. Hirata and H. Kohno
    • Organizer
      Intermag2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 空間反転対称な内因性スピン軌道相互作用を介した力学的スピン流生成II2023

    • Author(s)
      小川祐巨、河野 浩
    • Organizer
      日本物理学会 第78回年次大会
  • [Presentation] 軌道流の力学的生成2023

    • Author(s)
      小川祐巨、河野 浩
    • Organizer
      日本物理学会2024年春季大会
  • [Presentation] 電流誘起フェリ磁壁の加速・減速過程2023

    • Author(s)
      早川雄人、河野 浩
    • Organizer
      日本物理学会2024年春季大会
  • [Presentation] 反強磁性金属における外因性スピンホール効果の微視的計算2023

    • Author(s)
      平田晶瑚、河野 浩
    • Organizer
      日本物理学会2024年春季大会
  • [Presentation] A poor man’s approach to skyrmion mass2023

    • Author(s)
      H. Kohno
    • Organizer
      Japan-Korea Skyrmion workshop in Osaka “Dynamical Control of Magnetic Skyrmions”
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2024-12-25  

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