2016 Fiscal Year Annual Research Report
Control of spin-wave heat conveyer effect and observation of cooling effect
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26286041
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| Research Institution | Japan Advanced Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
AN TOSHU (安東秀) 北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (70500031)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | スピンエレクトロニクス / 熱工学 / 排熱利用 / エネルギー効率 / 磁性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成27年度に引き続きスピン波熱移送効果の原理の解明とスピンホール効果を利用したスピン波熱移送効果の制御に取り組んだ。特に、物質・材料研究機構の内田健一グループの協力を得て、ロックインサーモグラフィーを使用した高空間分解能・高時間分解能・高温度分解能計測を行った。試料にはイットリウム鉄ガーネット(YIG)を用いた。先ず、スピン波熱移送効果を空間分解して観測し、試料端付近での散逸熱の発生がどこで生じているかを観測した。その結果、スピン波の励起周波数に依存して散逸熱の発生位置が異なることが判った。周波数のより低いスピン波励起の際に試料端付近で散逸熱が発生し、周波数が高くなるとより内側で散逸熱が発生する。この物理的起源について、これまでに提案されている群速度の変化により表面スピン波の散逸が起こるという理論と比較検証した。
続いて、ロックインサーモグラフィーを用いて、スピンホール効果によるスピン波熱移送効果の変調実験を行った。特に、ロックインサーモグラフィーは温度分解能が1ミリケルビン以上であることにより、スピンホール効果によるわずかな変調を観測できる可能性がある。プラチナとタングステンのスピンホール効果の極性が異なる2種類の薄膜をYIG上に蒸着し、スピンホール効果によるスピントルクによるスピン波熱移送効果の変調を観測した。この結果、スピン波によると考えられる位置に依存した温度変化を観測し、スピンホール効果によるスピントルクに起因した現象である可能性について解析を行った。
スピン波による冷却効果を観測する目的で、真空槽内で動作する熱計測装置の開発を進めた。熱電対とペルチェ素子を用いて試料に温度勾配を印加する試料ホルダーを作成した。YIG試料に温度勾配を印加した状態で印加磁場を変化し温度変化の空間変化を観測することによりスピン波による熱輸送現象の観測を試みた。
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| Research Progress Status |
28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 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] スピン波の熱イメージングと応用2017
Author(s)
安 東秀、内田健一、井口 亮、 大門俊介、 齊藤英治
Organizer
日本磁気学会第63回スピンエレクトロニクス専門研究会
Place of Presentation
日本大学理工学部駿河台キャンパス（東京都、千代田区）
Year and Date
2017-03-31
Invited
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