2015 Fiscal Year Annual Research Report
核磁気共鳴法を用いたスピン流生成とスピン流伝導、生成機構解明
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25800209
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
中堂 博之 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 先端基礎研究センター, 副主任研究員 (30455282)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | スピントロニクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
スピン流生成の中心原理は磁化や光など多様な形態で存在する角運動量間の相互変換である。これまでスピン流生成に用いられることのなかった角運動量として核スピン系を対象とし、核磁気共鳴法（NMR）を用いたスピン流生成実験に取り組んだ。試料は磁性層と白金層から構成される。磁性層中の核スピンを励起し白金層にスピン流を注入し、白金層の逆スピンホール効果によって電圧に変換する仕組みである。
まず当初計画のとおり磁性層にYIG（Yttrium Iron Garnet）を用いた試料については、スピン流由来の電圧信号を増幅するためにEBリソグラフィーを用いて白金、金を交互にジグザグに配線した試料で実験を行う予定であったが、線幅10um程度の加工において描画過程で基板表面に付着するほこりのために直列配線に断線が生じる困難があった。昨年度はこの断線を補修する試みを行い、マイクロマニピュレーターによって熱硬化性の導電性接着剤を断線部に付着すれば、スポット経10um程度で断線を補修でき、通電できることがわかった。現在、配線全体に分布する断線を補修する作業を行っており、これが完了次第スピン流生成実験を行う予定である。
次に磁性体としてCuO単結晶を使用した実験について記す。これは核スピン系の緩和が速いほうが角運動量の移行が起こりやすくスピン流が生成されやすいのではないかという着想に基づき作成した試料である。CuOは220Kにおいて反強磁性転移し、その直上においてはクリティカルスローイングダウンによってCuの核磁気緩和は測定限界まで速くなる。これを利用し、転移点直上において核スピンポンプ実験を行った。フラックス法において単結晶試料を作成し、軸出し研磨の後、白金を蒸着し実験を行ったが有意な電圧は観測されなかった。研磨後の表面アモルファス層が原因である可能性があるので、今後、研磨方法や研磨後の熱処理を検討する。
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[Presentation] 回転NMRにおけるBerry位相効果2016
Author(s)
針井一哉, 松尾衛, 中堂博之, 小野正雄, 家田淳一, 岡安悟, 前川禎通, 齊藤英治、「回転NMRにおけるBerry位相効果」、第63回応用物理学会春季学術講演会
Organizer
第63回応用物理学会春季学術講演会
Place of Presentation
東京工業大学（東京都）
Year and Date
2016-03-19 – 2016-03-19
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[Presentation] Mechanical generation of spin current2015
Author(s)
K. Harii, M. Matsuo, R. Takahashi, M. Ono, J. Ieda, H. Chudo, S. Okayasu, S. Maekawa, and E. Saitoh
Organizer
International Conference of Small Science
Place of Presentation
Phuket, Thailand
Year and Date
2015-11-06 – 2015-11-06
Int'l Joint Research / Invited
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