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非断熱ダイナミクスにより創発されるトポロジカル量子現象

研究課題

研究課題/領域番号 15J01700
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 物性II(理論)
研究機関京都大学

研究代表者

高嶋 梨菜  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2017年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2016年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2015年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワードスピントルク / トポロジカル超伝導 / 超伝導近接効果 / スピン移行トルク / 磁気転移 / 超伝導電流 / スキルミオン / カイラル磁性体 / マグノン束縛状態 / トポロジカル超伝導体 / スピン軌道相互作用
研究実績の概要

平成29年度では,(1)超伝導電流の与えるスピントルク, (2)超伝導電流で誘起する非共線的な磁気秩序,(3)空間反転対称性の破れた磁性体におけるマグノン輸送,の三点についての研究および発表を行った。以下,それらの詳細を述べる。
超伝導と磁性が絡み合って生じる物理は古くから研究が行われてきたが,近年新しい観点から研究が行われ,更なる注目を集めている。その一つは超伝導をスピントロニクスに応用する試みである。磁性体と超伝導体を接合させることで,特異な応答や磁気モーメントのダイナミクスを実現し,新しいデバイスへの応用を目指す。また,非従来型の超伝導,例えばトリプレットペアやトポロジカル超伝導の実現においても,磁性の役割は注目を集めている。スピンテクスチャを用いることで超伝導準粒子の波動関数のトポロジーを変え,非自明な超伝導状態を実現することができる。このような背景の下,本研究では超伝導とスピンテクスチャが関わりあって生じる量子現象をスピントロニクス応用やトポロジカル現象探索の観点から調べた。(1)では,スピン三重項の超伝導相関がスピン移行トルクにどのような影響を与えるかを微視的な計算により明らかにした。(2)では,近接効果誘起の超伝導をもつ相関金属中で非共線的な磁気秩序を誘起・制御できる方法を提案した。このような磁気秩序は,トポロジカル超伝導を実現する上で重要な役割を果たす。
最後に(3)に関して述べる。磁性体中でのマグノン輸送は,スピントロニクスやマグノ二クスから注目を集めている。高嶋氏は,実験グループと協力し,空間反転対称性の破れた磁性体中におけるマグノン輸送現象を調べた。
以上の結果は学術論文(4報)として出版し,8件の国内・国際学会での発表(うち招待講演1件)を行った。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 9件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] Mahidol University/Phranakhon Rajabhat University/Thailand Center of Excellence in Physics(Thailand)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] カリフォルニア大学サンタバーバラ校 カブリ理論物理学研究所(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] Kavli Institute for Theoretical Physics(米国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Generation and control of noncollinear magnetism by supercurrent2018

    • 著者名/発表者名
      Takashima Rina、Kato Yasuyuki、Yanase Youichi、Motome Yukitoshi
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 97 号: 8 ページ: 081107-081107

    • DOI

      10.1103/physrevb.97.081107

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Adiabatic and nonadiabatic spin torques induced by a spin-triplet supercurrent2017

    • 著者名/発表者名
      R. Takashima, S. Fujimoto, and T. Yokoyama
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 96 号: 12

    • DOI

      10.1103/physrevb.96.121203

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin Seebeck effect in the polar antiferromagnet α-Cu2V2O72017

    • 著者名/発表者名
      Y. Shiomi, R. Takashima, D. Okuyama, G. Gitgeatpong, P. Piyawongwatthana, K. Matan, T. J. Sato, E. Saitoh
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 96 号: 18 ページ: 180414-180414

    • DOI

      10.1103/physrevb.96.180414

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Experimental evidence consistent with a magnon Nernst effect in the antiferromagnetic insulator MnPS 32017

    • 著者名/発表者名
      Y. Shiomi, R. Takashima, and E. Saitoh
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 96 号: 13 ページ: 134425-134425

    • DOI

      10.1103/physrevb.96.134425

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Supercurrent-induced skyrmion dynamics and tunable Weyl points in chiral magnet with superconductivity2016

    • 著者名/発表者名
      R. Takashima and S. Fujimoto
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 94 号: 23 ページ: 235117-235117

    • DOI

      10.1103/physrevb.94.235117

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Quantum skyrmions in two-dimensional chiral magnets2016

    • 著者名/発表者名
      Rina Takashima, Hiroaki Ishizuka, Leon Balents
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 94 号: 13 ページ: 134415-134415

    • DOI

      10.1103/physrevb.94.134415

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Spin-transfer torque and domain wall dynamics induced by triplet supercurrent2018

    • 著者名/発表者名
      Rina Takashima, Takehito Yokoyama, Satoshi Fujimoto
    • 学会等名
      American Physical Society March meetring
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 反強磁性体中の非相反スピンゼーベック効果2018

    • 著者名/発表者名
      高嶋梨菜、塩見雄毅、求幸年
    • 学会等名
      日本物理学会 第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Noncollinear magnetism induced by supercurrent2018

    • 著者名/発表者名
      Rina Takashima, Yasuyuki Kato, Yoichi Yanase, Yukitoshi Motome
    • 学会等名
      TMS-EPiQS 2nd Alliance Workshop
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] トリプレット超伝導ペアリングに由来するスピントルク2017

    • 著者名/発表者名
      高嶋 梨菜
    • 学会等名
      日本物理学会 第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Quantum Skyrmions in two-dimensional chiral magnets2017

    • 著者名/発表者名
      Rina Takashima
    • 学会等名
      Theory of Correlated Topological Materials
    • 発表場所
      東京大学物性研究所
    • 年月日
      2017-02-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Spin torque induced by triplet supercurrent2017

    • 著者名/発表者名
      Rina Takashima
    • 学会等名
      Novel quantum states in condensed matter 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 超伝導電流誘起の非共線的な磁気秩序2017

    • 著者名/発表者名
      高嶋梨菜、加藤康之、柳瀬陽一、求幸年
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Spin torque induced by triplet supercurrent2017

    • 著者名/発表者名
      Rina Takashima
    • 学会等名
      Exotic New States in Superconducting Devices: the Age of the Interface
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Supercurrent induced Magnetic phase transition and Spin-torque2017

    • 著者名/発表者名
      Rina Takashima
    • 学会等名
      Trends in Theory of Correlated Materials 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 超伝導電流を用いた磁性の制御2017

    • 著者名/発表者名
      高嶋梨菜
    • 学会等名
      超伝導研究の最先端:多自由度、非平衡、電子相関、トポロジー、人工制御
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 二次元カイラル磁性体におけるスキルミオンの量子状態2016

    • 著者名/発表者名
      高嶋 梨菜
    • 学会等名
      新学術領域「トポロジーが紡ぐ物質科学のフロンティア」第2回領域研究会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2016-12-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Supercurrent-induced Skyrmion dynamics and Tunable Weyl points in Chiral Magnet with Superconductivity2016

    • 著者名/発表者名
      Rina Takashima
    • 学会等名
      International workshop on nano-spin conversion science & quantum spin dynamics
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2016-10-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 超伝導/カイラル磁性体接合系における磁化ダイナミクスと準粒子構造2016

    • 著者名/発表者名
      高嶋 梨菜
    • 学会等名
      日本物理学会 秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Quantum State of Skyrmion in Two-Dimensional Chiral Magnets2016

    • 著者名/発表者名
      Rina Takashima
    • 学会等名
      the 9th International Conference on Physics and Applications of Spin-Related Phenomena in Solids
    • 発表場所
      Kobe International Conference Center
    • 年月日
      2016-08-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 三角格子J1-J2モデルにおけるMulti-Magnon Bound State2016

    • 著者名/発表者名
      高嶋梨菜, 石塚大晃, Leon Balents
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      東北学院大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-03-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Multi-Magnon Bound States in J1-J2 Model on a Triangular Lattice2016

    • 著者名/発表者名
      Rina Takashima, Hiroaki Ishizuka, Leon Balents
    • 学会等名
      American Physical Society March Meeting
    • 発表場所
      Baltimore (U.S.)
    • 年月日
      2016-03-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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