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量子異常ホール効果と非散逸な磁壁伝導の光制御

Research Project

Project/Area Number 17J07818
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Condensed matter physics I
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

岡田 健  東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywordsラシュバ / トポロジカル絶縁体 / スキルミオン / 電気磁気効果
Outline of Annual Research Achievements

空間反転非対称な磁性金属は、トポロジカル絶縁体の量子異常ホール効果に代表されるような新奇な物性を引き起こす舞台として注目を集めている。このような系では、伝導電子と局在磁気モーメントの間に働くスピン電荷結合に加えて、空間反転対称性の破れに起因した反対称スピン軌道相互作用が伝導電子に対して作用する。とりわけ、表面や界面における鏡映対称性の破れに由来したものをラシュバ型スピン軌道相互作用、バルク結晶の空間反転対称性の破れに由来したものをドレッセルハウス型スピン軌道相互作用と呼ぶ。本研究課題では、2年間の研究を通じて、このような反対称スピン軌道相互作用とスピン電荷結合の協奏によって生み出される新しい磁気相やスピン輸送現象を理論的に開拓した。計算手法としては、数値計算をベースに、必要に応じて解析計算を用いた。初年度は、薄膜のヘテロ界面などに代表される空間反転非対称な2次元金属を対象として、伝導電子の自由度を取り入れた大規模なモンテカルロ計算によって、ラシュバ・ドレッセルハウス型スピン軌道相互作用を受けた遍歴電子によって媒介されて生じる磁気秩序を調べた。その結果、スピン軌道相互作用によってスピン分裂したフェルミ面の不安定性を反映して、遍歴磁性体特有の複雑な多重Q磁気秩序が現れることを見出した。一方で本年度は、金属ではなくバンド絶縁体に着目し、一般的な2次元バンド絶縁体と強磁性体のヘテロ接合を想定し、界面で発生するラシュバ型スピン軌道相互作用と強磁性体との交換相互作用によって誘発される新しい電気磁気効果を明らかにした。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2018 2017

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Multiple-Q magnetic orders in Rashba-Dresselhaus metals2018

    • Author(s)
      K. N. Okada, Y. Kato, and Y. Motome
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 98 Issue: 22 Pages: 224406-224406

    • DOI

      10.1103/physrevb.98.224406

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Dissipationless Edelstein effect in Rashba insulators2018

    • Author(s)
      K. N. Okada, Y. Kato, and Y. Motome
    • Organizer
      3rd International Symposium on Research and Education of Computational Science (RECS)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Noncoplanar spin textures in spin-orbit coupled metals2018

    • Author(s)
      K. N. Okada, Y. Kato, and Y. Motome
    • Organizer
      3rd International Symposium on Research and Education of Computational Science (RECS)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Dissipationless Edelstein effect in insulator-ferromagnet heterostructures2018

    • Author(s)
      K. N. Okada, Y. Kato, and Y. Motome
    • Organizer
      International Symposium on Frontiers of Quantum Transport in Nano Science
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] ラシュバ・ドレッセルハウス型スピン軌道相互作用が誘起する六重Q磁気秩序2017

    • Author(s)
      岡田健, 小澤遼, 加藤康之, 求幸年
    • Organizer
      物性研究所スパコン共同利用・CCMS合同研究会「計算物質科学の今と未来」
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Sextuple-Q states in a Kondo lattice model with Rashba and Dresselhaus spin-orbit couplings2017

    • Author(s)
      K. N. Okada, R. Ozawa, Y. Kato and Y. Motome
    • Organizer
      International Conference on Topological Materials Science 2017
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] ラシュバ-ドレッセルハウス型スピン軌道相互作用が誘起する多重Q磁気秩序2017

    • Author(s)
      岡田健, 小澤遼, 加藤康之, 求幸年
    • Organizer
      日本物理学会2017年秋季大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Versatile multiple-Q orderings generated by Rashba-Dresselhaus spin-orbit couplings2017

    • Author(s)
      K. N. Okada, R. Ozawa, Y. Kato and Y. Motome
    • Organizer
      CEMS Symposium on Trends in Condensed Matter Physics
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

URL: 

Published: 2017-05-25   Modified: 2024-03-26  

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