反強磁性体を用いたスピン流学理の構築

• 研究課題/領域番号: 16K13842
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 関 真一郎 国立研究開発法人理化学研究所, 創発物性科学研究センター, ユニットリーダー (70598599)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2016年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
• キーワード: スピントロニクス / マグノン / スピン流 / 反強磁性体 / 物性実験 / スピンエレクトロニクス

研究成果の概要

本研究では、反強磁性体中のマグノンを、スピン角運動量の流れであるスピン流の伝送媒体として活用することを目指している。具体的には、スピンゼーベック効果の観測を介して、熱的に励起された反強磁性マグノンがスピン流の担い手になれることを実験的に明らかにした。また、スピン波分光測定を通じて反強磁性マグノンの実空間における伝搬特性の直接評価を行い、反強磁性マグノンが強磁性マグノンと遜色のない伝搬長を備えていることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Low-field bi-skyrmion formation in a noncentrosymmetric chimney ladder ferromagnet (2018)
  • 著者名/発表者名: R. Takagi, X. Z. Yu, J. S. White, K. Shibata, Y. Kaneko, G. Tatara, H. M. Ronnow, Y. Tokura, S. Seki
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 120 号: 3 ページ: 037203-037203
  • DOI: 10.1103/physrevlett.120.037203
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Spin-wave spectroscopy of the Dzyaloshinskii-Moriya interaction in room-temperature chiral magnets hosting skyrmions (2017)
  • 著者名/発表者名: R. Takagi, D. Morikawa, K. Karube, N. Kanazawa, K. Shibata, G. Tatara, Y. Tokunaga, T. Arima, Y. Taguchi, Y. Tokura, S. Seki
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 95 号: 22 ページ: 220406-220406
  • DOI: 10.1103/physrevb.95.220406
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stabilization of magnetic skyrmions by uniaxial tensile strain (2017)
  • 著者名/発表者名: S. Seki, Y. Okamura, K. Shibata, R. Takagi, N. D. Khanh, F. Kagawa, T. Arima, Y. Tokura
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 96 号: 22 ページ: 220404-220404
  • DOI: 10.1103/physrevb.96.220404
  • 査読あり
• [雑誌論文] Noncentrosymmetric Magnets Hosting Magnetic Skyrmions (2017)
  • 著者名/発表者名: Naoya Kanazawa, Shinichiro Seki, Yoshinori Tokura
  • 雑誌名: Advanced Materials 巻: Online 号: 25 ページ: 1603227-1603227
  • DOI: 10.1002/adma.201603227
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Transition to and from the skyrmion lattice phase by electric fields in a magnetoelectric compound (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Okamura, F. Kagawa, S. Seki, and Y. Tokura
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 7 号: 1 ページ: 12669-12669
  • DOI: 10.1038/ncomms12669
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Magnetic Reversal of Electric Polarization with Fixed Chirality of Magnetic Structure in a Chiral-Lattice Helimagnet MnSb2O6 (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Kinoshita, S. Seki, T. J. Sato, Y. Nambu, T. Hong, M. Matsuda, H. B. Cao, S.Ishiwata, and Y. Tokura
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 巻: 117 号: 4 ページ: 047201-047201
  • DOI: 10.1103/physrevlett.117.047201
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Magnetochiral nonreciprocity of volume spin wave propagation in chiral-lattice ferromagnets (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Seki, Y. Okamura, K. Kondou, K. Shibata, M. Kubota, R. Takagi, F. Kagawa, M. Kawasaki, G. Tatara, Y. Otani, and Y. Tokura
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 93 号: 23 ページ: 235131-235131
  • DOI: 10.1103/physrevb.93.235131
  • 査読あり
• [学会発表] Magnetoelectric Dynamics of Skyrmions (2017)
  • 著者名/発表者名: S. Seki
  • 学会等名: Skyrmionics: Materials, Phenomena and Applications
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 磁気スキルミオン相における非相反なスピン波伝搬特性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 関真一郎、岡村嘉大、賀川史敬、十倉好紀
  • 学会等名: 日本物理学会2017年秋季大会
• [学会発表] Thermal generation of spin current in antiferromagnets and helimagnets (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Seki
  • 学会等名: Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials (MMM)
  • 発表場所: 米国（ニューオーリーンズ）
  • 年月日: 2016-11-01
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Emergent phenomena in chiral-lattice ferromagnetic insulators (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Seki
  • 学会等名: Asia Pacific Center for Theoretical Physics (APCTP) Workshop on Multiferroics
  • 発表場所: 中国（上海）
  • 年月日: 2016-10-09
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Control of skyrmions by electric field and mechanical strain (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Seki
  • 学会等名: International Workshop on Topological Structures in Ferroic Materials
  • 発表場所: ドイツ（ドレスデン）
  • 年月日: 2016-08-19
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Chirality and Ferromagnetism (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Seki
  • 学会等名: Gordon Research Conference on Multiferroic and Magnetoelectric Materials
  • 発表場所: 米国（ルイストン）
  • 年月日: 2016-08-10
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Spin current in antiferromagnets and multiferroics (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Seki
  • 学会等名: Spin Caloritronics
  • 発表場所: オランダ（ユトレヒト）
  • 年月日: 2016-07-15
  • 国際学会 / 招待講演