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人工超構造を用いた非相反スピントロニクスの体系的構築

研究課題

研究課題/領域番号 16J02422
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)
研究機関東北大学

研究代表者

大門 俊介  東北大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2019-03-31
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: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワードスピントロニクス / スピンペルチェ効果 / 磁気光学イメージング / 熱イメージング測定 / スピン流 / 熱流スピン流変換
研究実績の概要

本研究の目的は、静磁相互作用に立脚した非相反スピン波を観測し、非相反スピン科学を体系的に構築することである。前年度の研究では動的サーモグラフィ法を用いたスピン波熱輸送現象の熱可視化測定に成功した。この成果を発展させ、本年度はスピン波熱輸送物性の開拓を行った。また、磁気光学イメージングを用いた新たなスピン波分光手法の開発にも携わり、スピン波の直接観測に成功した。以下ではこれらの成果の詳細を記載する。
1. 動的サーモグラフィ法を用いたスピン波熱輸送現象の開拓
昨年度確立した動的サーモグラフィ法による熱可視化技術を利用し、物質・材料研究機構の内田健一グループと共同で、スピン波に伴う熱輸送現象であるスピンペルチェ効果の系統的測定を行った。本実験により、スピンペルチェ効果が様々な金属と磁性体の組み合わせで発現することを実証した。また、その熱生成の原理は角運動量キャリアのエネルギー保存則と角運動量保存則に由来することを見出した。この成果によりスピン波熱輸送現象の理解が進展した。
2. 磁気光学イメージングを用いたスピン波分光と数値解析
非相反スピン波の直接観測を実現可能な新たなスピン波測定法の開発に携わり、磁気光学イメージングを用いた新規スピン波分光手法を確立した。本研究では、磁性体の磁化運動を磁気ファラデー効果とポンププローブ法を組み合わせることで測定し、測定結果をフーリエ解析することでスピン波分散関係の直接観測を実現した。当研究室の橋本佑介博士と共同で行われた本研究の中で、私は主に数値解析を担当し、実験的に得られた結果が従来良く知られた静磁スピン波の分散関係と完全に一致することを示した。スピン波の分散関係は非相反性を含めた全てのスピン波の情報を有するため、本測定手法の確立は非相反スピン波直接観測へ向けた重要な鍵となる。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 2件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 7件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Concomitant enhancement of the longitudinal spin Seebeck effect and the thermal conductivity in a Pt/YIG/Pt system at low temperatures2017

    • 著者名/発表者名
      Iguchi Ryo、Uchida Ken-ichi、Daimon Shunsuke、Saitoh Eiji
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 95 号: 17 ページ: 174401-174401

    • DOI

      10.1103/physrevb.95.174401

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhancement of the spin Peltier effect in multilayers2017

    • 著者名/発表者名
      Uchida K.、Iguchi R.、Daimon S.、Ramos R.、Anadon A.、Lucas I.、Algarabel P. A.、Morellon L.、Aguirre M. H.、Ibarra M. R.、Saitoh E.
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 95 号: 18 ページ: 184437-184437

    • DOI

      10.1103/physrevb.95.184437

    • 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] All-optical observation and reconstruction of spin wave dispersion2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Hashimoto, S. Daimon, R. Iguchi, Y. Oikawa, K. Shen, K. Sato, D. Bossini, Y. Tabuchi, T. Satoh, B. Hillebrands, G. E. W. Bauer, T. H. Johansen, A. Kirilyuk, Th. Rasing, and E. Saitoh
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 8 号: 1 ページ: 58591-6

    • DOI

      10.1038/ncomms15859

    • NAID

      120006889225

    • 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] Generation of megahertz-band spin currents using nonlinear spin pumping2017

    • 著者名/発表者名
      S. Watanabe, D. Hirobe, Y. Shiomi, R. Iguchi, S. Daimon, M. Kameda, S. Takahashi, and E. Saitoh
    • 雑誌名

      Sci. Rep.

      巻: 7 号: 1 ページ: 4576-4576

    • DOI

      10.1038/s41598-017-04901-4

    • 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
  • [雑誌論文] Thermographic measurements of the spin Peltier effect in metal/yttrium-iron-garnet junction systems2017

    • 著者名/発表者名
      Daimon Shunsuke、Uchida Ken-ichi、Iguchi Ryo、Hioki Tomosato、Saitoh Eiji
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 96 号: 2 ページ: 024424-024424

    • DOI

      10.1103/physrevb.96.024424

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetic-field-induced decrease of the spin Peltier effect in Pt/Y3Fe5O12 system at room temperature2017

    • 著者名/発表者名
      Itoh Ryuichi、Iguchi Ryo、Daimon Shunsuke、Oyanagi Koichi、Uchida Ken-ichi、Saitoh Eiji
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 96 号: 18 ページ: 184422-184422

    • DOI

      10.1103/physrevb.96.184422

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Complete Suppression of Longitudinal Spin Seebeck Effect by Frozen Magnetization Dynamics in Y3Fe5O122016

    • 著者名/発表者名
      T. Kikkawa, K. Uchida, S. Daimon, and E. Saitoh,
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 85 号: 6 ページ: 065003-065003

    • DOI

      10.7566/jpsj.85.065003

    • 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] Thermal imaging of spin Peltier effect2016

    • 著者名/発表者名
      S. Daimon, R. Iguchi, T. Hioki, E. Saitoh and K. Uchida
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 7 号: 1 ページ: 13754-13754

    • DOI

      10.1038/ncomms13754

    • 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 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Thermographic Measurements of the Spin Peltier Effect in Metal/Yttrium-Iron-Garnet Junction Systems2018

    • 著者名/発表者名
      S. Daimon, K. Uchida, R. Iguchi, and E. Saitoh
    • 学会等名
      American Physical Society March meeting 2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Surface-magnetic-domain imaging using spin Peltier effect2018

    • 著者名/発表者名
      S. Daimon, K. Uchida, and E. Saitoh
    • 学会等名
      Nano Spin Conversion Science Annual Report Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 熱流スピン流変換現象の膜厚依存性2018

    • 著者名/発表者名
      大門俊介, 内田健一, 坪井嶺, 齊藤英治
    • 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] Thermographic Measurement of the Spin Peltier Effect in Magnetic Junction Systems2017

    • 著者名/発表者名
      S. Daimon, K. Uchida, R. Iguchi, T. Hioki, and E. Saitoh
    • 学会等名
      The AIMR International Symposium 2017
    • 発表場所
      Sendai (Japan)
    • 年月日
      2017-02-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] スピンペルチェ効果を利用した表面磁区イメージング2017

    • 著者名/発表者名
      大門俊介, 内田健一, 井口亮, 日置友智, 齊藤英治
    • 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] Thermographic Measurements of the Spin Peltier Effect2017

    • 著者名/発表者名
      S. Daimon, R. Iguchi, T. Hioki, E. Saitoh
    • 学会等名
      Status meeting of Nano Spin Conversion
    • 発表場所
      Tokyo (Japan)
    • 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] スピンゼーベック効果とスピンペルチェ効果の相反性の検証2017

    • 著者名/発表者名
      大門俊介, 井口亮, 日置友智, 齊藤英治, 内田健一
    • 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
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Observation of the Spin Peltier Effect Using Lock-in Thermography2016

    • 著者名/発表者名
      S. Daimon, R. Iguchi, E. Saitoh, and K. Uchida
    • 学会等名
      SUMMIT of MATERIALS SCIENCE 2016
    • 発表場所
      Sendai (Japan)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Thermal Imaging of Spin Peltier Effect in Magnetic Junctions2016

    • 著者名/発表者名
      S. Daimon, R. Iguchi, E. Saitoh, and K. Uchida
    • 学会等名
      3rd Workshop of the Core-to-Core Project Tohoku-York-Kaiserslautern New concepts for new spintronic devices
    • 発表場所
      University of Kaiserslautern (Germany)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Thermal Imaging of the Spin Peltier Effect2016

    • 著者名/発表者名
      S. Daimon, R. Iguchi, T. Hioki, E. Saitoh, and K. Uchida
    • 学会等名
      Prospect of Future Spintronics -from physics to devices-
    • 発表場所
      Sendai (Japan)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 数値計算を用いたスピンペルチェ効果に伴う熱分布の解析2016

    • 著者名/発表者名
      大門俊介, 井口亮, 齊藤英治, 内田健一
    • 学会等名
      日本物理学会 2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Thermal Imaging of Spin Peltier Effect2016

    • 著者名/発表者名
      S. Daimon, R. Iguchi, T. Hioki, E. Saitoh, and K. Uchida
    • 学会等名
      61st Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials
    • 発表場所
      New Orleans (America)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-05-17   更新日: 2024-03-26  

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