2016 Fiscal Year Annual Research Report
Magnetism and transport in Dirac-Weyl electron systems
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26400308
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
野村 健太郎 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (00455776)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | トポロジカル物質 / スピントロニクス / ディラック電子 / 磁気輸送現象 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
磁性ワイル半金属におけるスピンテクスチャーの有効理論を構築した。ディラック電子と局所磁気モーメントが結合する系では、低温で強磁性秩序が実現し、磁性ワイル半金属相となることが知られている。本年度は、この系で局所磁気モーメントが空間変化して、テクスチャーを構成する場合を考慮し、有効場の理論としてギンツブルグ・ランダウの自由エネルギーを微視的に導出した。その結果、通常のグラジェント展開項に加えて、スピン運動量ロッキングによる新しい微分項がそ運材することを明らかにした。その結果、低エネルギー励起として、ヘッジホッグタイプのテクスチャーが出現することを示した。さらに絶対零度近傍の低エネルギー励起としてスピン波モードを記述する有効作用を導出した。その結果、スピン運動量ロッキングの帰結として異方的なスピン波モードが得られた。
磁性ワイル半金属のスピントロニクスへの応用として、電圧によって磁化の向きを制御する機構を提案し、シミュレーションによってその動作原理を検証した。これまでワイル半金属には非自明な電磁結合現象があることを明らかにしてきたが、その応用として、ディラック電子が局所磁気モーメントに与えるトルクに着目した。このスピントルクはで電圧によって発生させることができるため、パルス電圧を印加したときの局所磁気モーメントのダイナミクスをランダウ・リフシッツ・ギルバート方程式を用いて解析した。その結果、パルス電圧によって局所磁気モーメントが反転することを明らかにした。また、振動電圧をかけると局所磁気モーメントは強制歳差運動を行うこともわかり、これを用いたスピンポンピング現象を提案した。
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[Presentation] Weyl Semimetals for Spintronics2016
Author(s)
Kentaro Nomura
Organizer
KINKEN-KIST joint seminar, Future electronic materials and devices beyond Si
Place of Presentation
Tohoku University
Year and Date
2016-10-24 – 2016-10-24
Int'l Joint Research / Invited
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