High-efficient spin-charge conversion originating from real-space Berry phase of topological spin structures

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K14667
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 13030:Magnetism, superconductivity and strongly correlated systems-related
• Research Institution: The University of Tokyo (2020); Institute of Physical and Chemical Research (2019)
• Principal Investigator: Yokouchi Tomoyuki 東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (20823389)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: スピントロニクス / スキルミオン / ベリー位相

Outline of Final Research Achievements

Berry phase originating from real-space spin structures gives rise to various unique phenomena. In this study, we have investigated the spin-charge conversion phenomena related to real space Berry phase arising from topological spin structures.
We succeeded in the spin-charge conversion in magnets hosting skyrmions. Then, to further deepen our understanding of these results, we have investigated spin-charge conversion phenomena in a system with broken time-reversal symmetry. In addition, we also explored a novel method for the skyrmion creation and novel transport phenomena associated with the real-space Berry phase.

Free Research Field

スピントロニクス

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究により、スピン構造による実空間ベリー位相によって生じる輸送現象・スピン電荷変換現象への理解が深まったといえる。ベリー位相に関連した物理現象を開拓しその起源を解明していくことで、次世代のエレクトロニクスの発展へつながっていくことが期待される。また、スキルミオンは次世代メモリへの応用が期待されているため、その新たな制御方法を開拓できたことは、スキルミオンの応用へつながることが期待される。