2013 Fiscal Year Research-status Report
遷移金属合金および磁性多層膜の磁気緩和定数の第一原理計算
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25420686
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
佐久間 昭正 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30361124)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三浦 大介 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (90708455)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 磁気緩和 / 第一原理計算 / 磁気異方性 |
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| Research Abstract |
これまで我々は、Kambersky やGilmore等（K-G）によって提案されたギルバート緩和定数αの評価手法（トルク相関法と呼ばれる）に、我々が構築してきた上記の手法を拡張して不規則合金のαの評価を行ってきた。但し、（伝導度テンソルσや磁気異方性定数Kuについては広く認められた手法があるが）αについての微視的記述は現時点で確立されたレベルにあるとはいえず、トルク相関法（スピントルクの自己相関関数）とScattering理論に基づくαの記述（散乱行列の時間微分の相関関数）は（一見）異なっている。また、これらが従来の磁気緩和理論（主にスピン帯磁率の虚部）やスピンポンピングによる磁気緩和機構とどう関係するかはそれほど明らかではない。
そこで、平成２５年度は、これまでの磁気緩和理論の関係を物理的観点から明確にし、第一原理計算の立場からこれらの統一的理解と計算手法の再構築を行った。具体的には、スピントルク の自己相関関数（トルク相関法）とスピン帯磁率の虚部、そして散乱行列の時間微分の相関関数の関係を明らかにし、その上で磁気的不均一系や非一様磁化運動における磁気緩和まで含めてαの定量評価に適した新たな記述を行った（佐久間）。非一様磁化運動に関しては、これまでに行ってきたnon-collinear磁気構造や静的スピン波近似の下での電子状態の第一原理計算技術が適用可能かどうかについても検討した（D2学生）。次に、これを第一原理計算手法の下で計算する手続きを検討し（佐久間）、計算プログラムの作成を行った（佐久間、D1学生）。
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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
１．トルク相関法によるαとスピン帯磁率の虚部、そして散乱行列の時間微分の相関関数は、電子のバンド間遷移を無視する近似の下で同じ結果を与えるが、バンド内遷移を考慮すると、異なる結果をもたらすことが明らかになった。ただし、バンド間遷移は不純物等による電子の散乱が弱い場合は寄与が小さいことも示した。これらの事情は、論文にまとめ掲載に至った。
２．非一様磁化運動におけるαの定量評価に関しては、静的スピン波近似の下での電子状態の第一原理計算プログラムを作成し、スピン波がある場合のαの定量評価を可能にした。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成25年度に構築した計算技術を用いて、ハーフメタル性を示すホイスラー合金など種々の遷移金属合金のギルバート緩和定数αの定量評価を行い、実測値との比較、組成比や規則度そして磁化の非一様運動の影響などを明らかにする。また、同じ手法から磁性多層膜などの磁気的不均一系のαの評価を行い、スピンポンピング機構による磁気緩和定数の定量評価を行っていく。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
今年度未使用額は、研究を効率的に推進したことにより発生したものである。
次年度使用額は、今年度の研究を効率的に推進したことに伴い発生した未使用額であり、平成２６年度請求額と合わせ、平成２６年度の研究遂行に使用する予定である。
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