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スピン流を用いた量子干渉効果の研究

研究課題

研究課題/領域番号 15J08073
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(実験)
研究機関東京大学

研究代表者

大森 康智  東京大学, 新領域創成科学研究科, 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ロニクス / 磁性 / 磁性体 / スピンホール効果 / 超伝導 / 金属強磁性体
研究実績の概要

ジョセフソン接合の作製に関して、蒸着法を主としてスピン注入可能なジョセフソン接合系の作製を行っていく予定であった。具体的にはアルミニウム/ビスマス添加銅/アルミニウム系を検討していた。試験的な試料の作製を行ったが、アルミニウム/ビスマス銅間の導通の確保と素子の安定性が課題であった。また、昨年度得られた強磁性体におけるスピンホール効果の温度依存性や、内因性及び外因性の違いによる異常ホール効果との関係性、磁化依存性について、追加の測定と解析及び共同研究グループとの議論を行った。
3d遷移金属強磁性体において、温度依存性がスピンホール効果において特に強く、理論計算を踏まえると通常考えられる内因性機構によるものとは考えにくいため、高温においてスピンホール効果にのみ寄与するなんらかの機構が存在すると結論付けた。特にその可能性として、マグノンスピン流による影響が生じているのではないかと考え、検討している。また、低温においても、異常ホール効果とスピンホール効果の関係は単純ではなく、直感的に得られるような、スピン偏極率によって結び付けられるものにはならないことを示した。
また、強磁性体におけるスピンホール効果の磁化依存性を調べるため、非磁性体ビスマス添加銅やタンタルのスピンホール効果を用いたスピン注入を試みた。得られた信号は磁化による依存性が生じなかった。ただし数値計算によって予測されたスピンホール信号強度は信号のノイズ強度と同じオーダーであったので、より信号強度の大きな測定手法を開発し、磁化依存性を議論することが望まれる。
更に、強磁性体パーマロイにおいて、スピン吸収法を用いた測定によって回帰的にスピン拡散長を決定する手法に関する論文がスペインのグループとの共同でApplied Physics Lettersに報告された。

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

    (23件)

すべて 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (7件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] CIC Nanogune/IKERBASQUE(スペイン)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] H. H. Wills Physics Laboratory/University of Bristol(英国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] CIC nanogune/IKERBASQUE(スペイン)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] H. H. Wills Physics Laboratory/University of Bristol(英国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] CIC Nanogune/IKERBASQUE(スペイン)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] Institut Laue Langevin/LPMMC (UMR 5493)/Mixte de Physique CNRS/Thales(フランス)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] H. H. Wills Physics Laboratory/University of Bristol(英国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Spin diffusion length of Permalloy using spin absorption in lateral spin valves2017

    • 著者名/発表者名
      Sagasta Edurne、Omori Yasutomo、Isasa Miren、Otani YoshiChika、Hueso Luis E.、Casanova F?lix
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett.

      巻: 111 号: 8 ページ: 082407-082407

    • DOI

      10.1063/1.4990652

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Spin mixing conductance in Cu-Ir dilute alloys2016

    • 著者名/発表者名
      S. Takizawa, M. Kimata, Y. Omori, Y. Niimi, and Y. Otani
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 9

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Tuning the spin Hall effect of Pt from the moderately dirty to the superclean regime2016

    • 著者名/発表者名
      E. Sagasta, Y. Omori, M. Isasa, M. Gradhand, L. E. Hueso, Y. Niimi, and Y. Otani, and F. Casanova
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 94 号: 6

    • DOI

      10.1103/physrevb.94.060412

    • 関連する報告書
      2016 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] Quasiparticle-mediated spin Hall effect in a superconductor2015

    • 著者名/発表者名
      T. Wakamura, H. Akaike, Y. Omori, S. Takahashi, Y. Niimi, A. Fujimaki, S. Maekawa and Y. Otani
    • 雑誌名

      Nature Materials

      巻: 未定 号: 7 ページ: 675-678

    • DOI

      10.1038/nmat4276

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Strong suppression of the spin Hall effect in the spin glass state2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Niimi, M. Kimata, Y. Omori, B. Gu, T. Ziman, S. Maekawa, A. Fert, and Y. Otani
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett

      巻: 115 号: 19

    • DOI

      10.1103/physrevlett.115.196602

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] An analysis on the relationship between the spin Hall effect and anomalous Hall effect in ferromagnetic metals2017

    • 著者名/発表者名
      Omori Yasutomo、Sagasta Edurne、 Isasa Miren、Gradhand Martin、 Niimi Yasuhiro、Hueso Luis E.、Casanova Felix、 Otani YoshiChika
    • 学会等名
      62nd Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials(MMM2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 強磁性体におけるスピンホール効果の磁化依存性2017

    • 著者名/発表者名
      大森 康智、Sagasta Edurne、 Isasa Miren、Gradhand Martin、 Hueso Luis E.、新見 康洋、Casanova Felix、 大谷 義近
    • 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] Tuning the spin Hall effect of Pt from the moderately dirty to the superclean regime2016

    • 著者名/発表者名
      E. Sagasta, Y. Omori, M. Isasa, M. Gradhand, L.E. Hueso, Y. Niimi, Y. Otani & F. Casanova
    • 学会等名
      61st Annual Conference on Magnetism & Magnetic Materials
    • 発表場所
      New Orleans, Louisiana, USA
    • 年月日
      2016-10-31
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 白金におけるスピンホール効果の抵抗率依存性2016

    • 著者名/発表者名
      大森 康智, E. Sagasta, M. Isasa, M. Gradhand, L. Hueso, 新見 康洋, F. Casanova, 大谷 義近
    • 学会等名
      日本物理学会2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学(石川県金沢市)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 導電性有機薄膜への電気的スピン注入,2016

    • 著者名/発表者名
      瀧澤 誓, 大森 康智, 木俣 基, 大谷 義近
    • 学会等名
      日本物理学会2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学(石川県金沢市)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Tuning the spin Hall effect of Pt from the moderately dirty to the superclean regime2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Omori, E. Sagasta, M. Isasa, M. Gradhand, L. Hueso, Y. Niimi, F. Casanova & Y. Otani
    • 学会等名
      9th International Conference on Physics and Applications of Spin-Related Phenomena in Solids
    • 発表場所
      神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
    • 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] 3d遷移金属強磁性体のスピンホール効果II2015

    • 著者名/発表者名
      大森 康智, 新見 康洋, 大谷 義近
    • 学会等名
      日本物理学会 2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学(大阪府・吹田市)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] EuNiGe3における異方的異常ホール効果2015

    • 著者名/発表者名
      木俣 基, 大森 康智, 瀧澤 誓, 赤嶺 拡, 安次富 洋介, 辺土 正人, 仲間 隆男, 大貫 惇睦, 大谷 義近
    • 学会等名
      日本物理学会 2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学(大阪府・吹田市)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Spin Hall effect in Ferromagnetic metals2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Omori, Y. Niimi & Y. Otani
    • 学会等名
      2015 European School on Magnetism
    • 発表場所
      Cluj Napoca(ルーマニア)
    • 年月日
      2015-08-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Detection of spin fluctuation in spin glass via spin Hall effect (invited)2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Niimi, B. Gu, M. Kimata, Y. Omori, T. Ziman, S. Maekawa, A. Fert & Y. Otani
    • 学会等名
      Workshop on ThermoSpin effects
    • 発表場所
      Zaragoza大学(スペイン)
    • 年月日
      2015-07-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Detection of spin fluctuations in spin glass via spin Hall effect2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Niimi, M. Kimata, Y. Omori, B. Gu, T. Ziman, S. Maekawa, A. Fert & Y. Otani
    • 学会等名
      Symposium on "New Perspectives in Sprintronic and Mesoscopic Physics
    • 発表場所
      物性研究所(千葉県・柏市)
    • 年月日
      2015-06-01
    • 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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