2016 Fiscal Year Annual Research Report
第一原理手法による界面電場・スピン軌道結合系数の見積とスピン変換物質デザイン
Publicly Offered Research
| Project Area | nano spin conversion science |
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| Project/Area Number |
15H01015
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
石井 史之 金沢大学, 数物科学系, 准教授 (20432122)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | スピン軌道相互作用 / ラシュバ効果 / スピン流ー電流変換 / 界面 / 薄膜 / 異常ネルンスト効果 / Skyrmion / 異常ホール効果 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は貴金属fcc(111)表面, fcc金属(111)ビスマス表面合金, ビスマス酸化物(Bi2O3)バルク, Bi2O3/貴金属fcc(111)界面のスピン軌道結合係数を定量的に求め、これまで報告されている実験結果との比較、実験グループで実施中の測定結果と比較をおこなった。また、運動量空間のスピン構造を計算し、詳細にスピン軌道結合係数を明らかにした。
fcc金属(111)Bi表面合金については、Rashba効果が発現する最小モデルであるBiM2(M=Cu, Ag, Au, Ni, Co, Fe)超薄膜についてfcc遷移金属, fcc貴金属について、系統的に調べた。これらの結果から、大きなスピン流ー電流変換が報告されているBi/Ag系のみが特殊であり、Rashba係数の貴金属の層数依存性を調べた結果、Bi/Agのみ層数にほとんど依存せず、ラシュバ状態が強く局在していることが明らかになった。この成果は、第18回結晶成長国際会議（ICCGE-18）にて発表をおこない、論文としてまとめられた（N. Yamaguchi, H. Kotaka, and F. Ishii, J. Cryst. Growth, in press, arXiv:1609.09782）。
スピン変換現象の一つである異常ネルンスト効果について、前年に引き続き、Skyrmion結晶系について詳しく調べた。特に、スキルミオン結晶のサイズが大きくなればなるほど、異常ホール効果、異常ネルンスト効果が大きくなることが明らかになり、スキルミオン結晶が高効率な熱電変換材料の候補となりうる可能性を示した。この成果は論文としてまとめられた（Y. P. Mizuta and F. Ishii, Scientific Reports, 6, 28076(2016)）。
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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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