| 研究課題/領域番号 |
16K05424
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
物性Ⅱ
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| 研究機関 | 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 |
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研究代表者 |
家田 淳一 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 研究主幹 (20463797)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
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| キーワード | スピン起電力 / 磁壁移動 / 磁気スキルミオン / スピン軌道相互作用 / 垂直磁気異方性 / 反強磁性体 / 磁気ナノピラー / 磁気ナノ粒子 / 磁気ナノピラー構造 / 磁壁運動 / 電界効果 / 原子力電池 / 熱電変換 / スピントロニクス / 磁壁 / ジャロシンスキー守谷相互作用 / スピン流 / 磁気エネルギー / ラシュバ効果 / 磁気異方性 / スピントルク / 反強磁性共鳴 / ドップラー効果 / 国際共同研究 / スピンエレクトロニクス / 磁性 / エネルギー全般 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では、固体中の電子スピン自由度を介した磁気・電気エネルギー変換の原理「スピン起電力」の学理を追求し、その出力増大方法を提案することで革新的ナノエレクトロニクス応用への道を開くことを目指した。特に、磁性材料として反強磁性体を、ナノ磁気構造として磁気スキルミオンを、そして磁化ダイナミクスとしてスピン波励起を新たに対象とし、関連する実験グループとの共同研究を通じて出力増大に向けた要素技術の実証・確立を行った。また、10年以上未解決となっている磁性ナノ粒子によるスピン起電力の生成機構に関し、国際共同研究を実施し問題解明の糸口を得た。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
スピン起電力は、スピン流（電子のスピン角運動量の流れ）の生成と制御を通じて次世代エレクトロニクスの創出をはかるスピントロニクス分野の新概念である。同分野では、巨大磁気抵抗効果やスピン移行トルクといった新原理の発見に基づく新しい磁気メモリなど、既存素子の高性能化を主眼とした応用とそれに資する基礎研究が追及されており、これらは究極的な「省エネルギー」技術として広く認知されている。これに加えスピン起電力は、磁気・電気の変換原理を提供し、ナノ構造磁性体を用いたエネルギーハーベスティングなど「創エネルギー」の基本概念を導入するものであり、当該分野の今後の発展に質的転換をもたらす可能性を有している。
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