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反強磁性スピントロニクスの理論研究

研究課題

研究課題/領域番号 17J03368
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 応用物性
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

山根 結太  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, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードスピントロニクス / 反強磁性体
研究実績の概要

反強磁性物質群におけるスピントロニクス現象の理論研究を行った。特に、スピントロニクス分野において新規な磁気構造であるnoncollinear反強磁性構造を対象とし、そこでのスピン流と磁気ダイナミクスの関係改名を目指した理論的・数値的な解析を行った。
反強磁性体を扱う上での大きな困難の一つは、マクロな磁気モーメントを持たないため、従来の磁場を用いた磁気的な手法を用いた磁気構造の制御が難しいという点にある。そのため現在、反強磁性スピントロニクスにおける大きな課題は、反強磁性構造を有効に制御する方法の確立である。本研究では、スピン流を利用した電気的な反強磁性構造の制御を目指し、その基礎となる理論研究を行ってきた。中でも、磁性体に最も基本的な磁気構造の一つである磁壁に着目し、異なる反強磁性秩序におけるスピン流誘起磁壁ダイナミクスを調べた。特に、noncollinear反強磁性磁壁に対してスピン流や電流が及ぼす影響は、これまでほとんど調べられてこなかった。本研究では、スピン流注入のもとでのnoncollinear反強磁性磁気構造に対する有効運動方程式を導くことに成功した。そしてこれを用いて、noncollinear反強磁性磁壁のダイナミクスを解析的・数値的に明らかにしている。本研究により、スピン流を用いてnoncollinear反強磁性磁壁の並進運動を誘起できることが、世界に先駆けて初めて示された。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 7件、 招待講演 4件)

  • [国際共同研究] Gutenberg University of Mainz(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Mainz(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Mainz(Germany)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Skyrmion-generated spinmotive forces in inversion broken ferromagnets2019

    • 著者名/発表者名
      Yamane Yuta、Ieda Jun’ichi
    • 雑誌名

      Journal of Magnetism and Magnetic Materials

      巻: 491 ページ: 165550-165550

    • DOI

      10.1016/j.jmmm.2019.165550

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamics of noncollinear antiferromagnetic textures driven by spin current injection2019

    • 著者名/発表者名
      Yamane Yuta、Gomonay Olena、Sinova Jairo
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 100 号: 5 ページ: 054415-054415

    • DOI

      10.1103/physrevb.100.054415

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Spin-motive force due to domain-wall motion in the presence of Dzyaloshinskii-Moriya interaction2018

    • 著者名/発表者名
      Yuta Yamane
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 98 号: 17 ページ: 174434-174434

    • DOI

      10.1103/physrevb.98.174434

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 反強磁性ナノ構造におけるスピントルクと電圧生成2018

    • 著者名/発表者名
      山根結太、家田淳一
    • 雑誌名

      まぐね

      巻: 13 ページ: 5-5

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Combined effect of magnetic field and charge current on antiferromagnetic domain-wall dynamics2017

    • 著者名/発表者名
      Yamane Yuta、Gomonay Olena、Velkov Hristo、Sinova Jairo
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 96 号: 6 ページ: 064408-064408

    • DOI

      10.1103/physrevb.96.064408

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Antiferromagnetic Spintronics2019

    • 著者名/発表者名
      Yuta Yamane
    • 学会等名
      Spintronics Lectures at National University of San Marcos (UNI-PERU) and National University of Engineering (UNMSM-PERU)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Dynamics of noncollinear antiferromagnetic domain wall driven by spin current injection2019

    • 著者名/発表者名
      Yuta Yamane
    • 学会等名
      The Korean Magnetics Society 2019 Summer Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Dynamics of noncollinear antiferromagnetic domain walls driven by spin current injection2019

    • 著者名/発表者名
      Yuta Yamane
    • 学会等名
      International Workshop Spintronics 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 空間反転対称性が破れた系におけるスピン起電力2019

    • 著者名/発表者名
      山根結太
    • 学会等名
      日本物理学会 2019年春季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Enhancement of spin-motive force in systems with broken inversion symmetry2019

    • 著者名/発表者名
      Yuta Yamane
    • 学会等名
      APS March Meeting 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Noncollinear 反強磁性体におけるスピン流誘起磁化ダイナミクス2019

    • 著者名/発表者名
      山根結太
    • 学会等名
      東北大学電気通信研究所 共同プロジェクト研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Theory of Spin Injection into Noncollinear Antiferromagnets2018

    • 著者名/発表者名
      Yuta Yamane
    • 学会等名
      Joint European Magnetism Symposia (JEMS) 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Theory of Spin Injection into Noncollinear Antiferromagnets2018

    • 著者名/発表者名
      Yuta Yamane
    • 学会等名
      International Conference on Magnetism (ICM) 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Noncollinear反強磁性体へのスピン注入の理論研究2018

    • 著者名/発表者名
      山根結太
    • 学会等名
      日本物理学会 2018年春季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Theory of spin injection into noncollinear antiferromagnets2018

    • 著者名/発表者名
      山根結太
    • 学会等名
      ナノスピン変換科学 平成29年度年次報告会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Electric voltage generation by antiferromagnetic dynamics2017

    • 著者名/発表者名
      Yuta Yamane
    • 学会等名
      Workshop on Antiferromagnetic Spintronics
    • 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] Electric detection of antiferromagnetic dynamics2017

    • 著者名/発表者名
      Yuta Yamane
    • 学会等名
      SpinTECH IX International School and Conference 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 磁気バブルダイナミクスのスカーミオン数依存性2017

    • 著者名/発表者名
      山根結太
    • 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

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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