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結晶磁気異方性とギルバート緩和現象に対する有限温度第一原理計算手法の新規開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K14800
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 金属物性・材料
研究機関東北大学

研究代表者

三浦 大介  東北大学, 工学研究科, 助教 (90708455)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
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: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード結晶磁気異方性 / ギルバート緩和 / 微視的理論 / 有限温度 / 第一原理計算
研究成果の概要

本研究は強磁性体における結晶磁気異方性定数Ku(T)とギルバート緩和定数α(T)に関する理論研究である (Tは温度).これらを統一的立場から同時に記述し,温度特性の起源と相関を明らかにすることを目的とする.永久磁石材料を想定し,以下のような結論を得た.希土類磁石が呈するKu(T)の複雑な温度特性は,希土類イオンの持つf電子雲の多極子描像から理解できることを示し,従来のAkulov-Zener-Callen-Callen則を拡張する形に整理した.α(T)について,希土類イオンが関与する部分を記述した結果,従来のバンド理論からの予測と大きく異なる複雑な温度特性を持つ可能性があることを示した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

結晶磁気異方性は永久磁石の重要な性能指数である保磁力の支配因子であり,その温度特性を評価することは応用上極めて重要である.本研究では,Ku(T)を電子論に基づいて記述して実験結果を再現すると共に,その微視的起源を明らかにした.また,α(T)も同時に記述し,希土類永久磁石が示す温度特性は通常の遍歴磁性体が示すそれとは全く異なることを示唆する結果を得た.Ku(T)とα(T)は磁気デバイスの消費エネルギに深く関与しており,本研究で上記のような知見が得られたことは社会的意義が大きいと考える.

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 4件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Voltage-Controlled Magnonic Spin Tunneling Junction2020

    • 著者名/発表者名
      Ohgane Kohei、Yahagi Yuta、Miura Daisuke、Sakuma Akimasa
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 89 号: 1 ページ: 013601-013601

    • DOI

      10.7566/jpsj.89.013601

    • NAID

      210000157751

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical Study on Four-fold Symmetric Anisotropic Magnetoresistance Effect in Cubic Single-crystal Ferromagnetic Mode2020

    • 著者名/発表者名
      Yahagi Yuta、Miura Daisuke、Sakuma Akimasa
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 89 号: 4 ページ: 044714-044714

    • DOI

      10.7566/jpsj.89.044714

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analytic expression for magnetic activation energy2019

    • 著者名/発表者名
      Miura Daisuke、Sakuma Akimasa
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 58 号: 5 ページ: 058002-058002

    • DOI

      10.7567/1347-4065/aaffed

    • NAID

      210000155615

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Non-collinearity Effects on Magnetocrystalline Anisotropy for R2Fe14B Magnets2019

    • 著者名/発表者名
      Miura Daisuke、Sakuma Akimasa
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 88 号: 4 ページ: 044804-044804

    • DOI

      10.7566/jpsj.88.044804

    • NAID

      120006873283

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical Study of Gilbert Damping in Rare-Earth Permanent Magnets2019

    • 著者名/発表者名
      Fumiya Saito, Daisuke Miura, and Akimasa Sakuma
    • 雑誌名

      IEEE TRANSACTION ON MAGNETICS

      巻: 印刷中 号: 7 ページ: 1-4

    • DOI

      10.1109/tmag.2019.2892493

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical Study of Gilbert Damping Constants in Magnetic Multilayer Films2019

    • 著者名/発表者名
      Ozaki Dai、Miura Daisuke、Sakuma Akimasa
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Magnetics

      巻: 55 号: 7 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1109/tmag.2019.2893370

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tunable Spin Seebeck Diode with Magnonic Spin Tunneling Junction2018

    • 著者名/発表者名
      Miura Daisuke、Sakuma Akimasa
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 87 号: 12 ページ: 125001-125001

    • DOI

      10.7566/jpsj.87.125001

    • NAID

      210000135057

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Power law analysis for temperature dependence of magnetocrystalline anisotropy constants of Nd2Fe14B magnets2018

    • 著者名/発表者名
      Miura Daisuke、Sakuma Akimasa
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 8 号: 7 ページ: 075114-075114

    • DOI

      10.1063/1.5021969

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] First principles calculation for Gilbert damping constants in ferromagnetic/non-magnetic junctions2018

    • 著者名/発表者名
      R. Hiramatsu, D. Miura, and A. Sakuma
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 8 号: 5 ページ: 056016-056016

    • DOI

      10.1063/1.5007255

    • NAID

      130006708732

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Theoretical study on the perpendicular anisotropic magnetoresistance using Rashba-type ferromagnetic model2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Yahagi, D. Miura, and A. Sakuma
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 8 号: 5 ページ: 055822-055822

    • DOI

      10.1063/1.5007179

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Theoretical Study of Gilbert Damping in Magnetic Multilayer Film2019

    • 著者名/発表者名
      D. Ozaki, D. Miura, and A. Sakuma
    • 学会等名
      2019 Joint MMM-Intermag Conference
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Theoretical Study of Gilbert Damping in Rare-Earth Permanent2019

    • 著者名/発表者名
      F. Saito, D. Miura, and A. Sakuma
    • 学会等名
      2019 Joint MMM-Intermag Conference
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 接合系におけるギルバート緩和定数の第一原理計算2019

    • 著者名/発表者名
      平松 諒也,三浦大介,佐久間昭正
    • 学会等名
      日本物理学会74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ハーフメタルにおけるギルバート緩和定数の第一原理計算2019

    • 著者名/発表者名
      白木原 覚,三浦大介,佐久間昭正
    • 学会等名
      日本物理学会74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 強磁性金属における光誘起スピン蓄積に関する理論研究2019

    • 著者名/発表者名
      尾崎太飛,三浦大介,佐久間昭正
    • 学会等名
      日本物理学会74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 異方性磁気抵抗効果の対称性に関する理論研究2019

    • 著者名/発表者名
      矢作 裕太,三浦大介,佐久間昭正
    • 学会等名
      日本物理学会74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 外部電場存在下のRashba系を媒体とする有効相互作用に関する理論研究2019

    • 著者名/発表者名
      大金 幸平,矢作 裕太,三浦大介,佐久間昭正
    • 学会等名
      日本物理学会74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 磁性多層膜のギルバート緩和定数に関する理論研究2018

    • 著者名/発表者名
      尾崎太飛,三浦大介,佐久間昭正
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 界面ラフネスを考慮した強磁性/非磁性接合系におけるギルバート緩和定数の第一原理計算2018

    • 著者名/発表者名
      平松 諒也,三浦大介,佐久間昭正
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 希土類磁石におけるGilbert緩和に関する理論研究2018

    • 著者名/発表者名
      齋藤史弥,三浦大介,佐久間昭正
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ラシュバ系における 異方性磁気抵抗効果の 微視的理論2018

    • 著者名/発表者名
      矢作 裕太,三浦大介,佐久間昭正
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 磁性多層膜におけるスピン軌道トルクに関する理論研究2018

    • 著者名/発表者名
      金 世勲、矢作 裕太,三浦大介,佐久間昭正
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 磁性多層膜におけるGilbert緩和定数2018

    • 著者名/発表者名
      尾崎太飛,三浦大介,佐久間昭正
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] ラシュバ型強磁性体における非従来型異方性磁気抵抗効果の理論計算2018

    • 著者名/発表者名
      矢作裕太,三浦大介,佐久間昭正
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 磁性体接合系におけるギルバート緩和定数の第一原理計算2018

    • 著者名/発表者名
      平松諒也,三浦大介,佐久間昭正
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 有限温度における局在磁性体の磁気特性に関する理論研究2018

    • 著者名/発表者名
      三浦 大介,齋藤 史弥,佐久間 昭正
    • 学会等名
      第188回スピニクス研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Theoretical study on the perpendicular anisotropic magnetoresistance using Rashba-type ferromagnetic model2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Yahagi, D. Miura, and A. Sakuma
    • 学会等名
      The 2017 MMM Conference
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] First principle calculation for Gilbert damping constants in ferromagnetic/non-magnetic junctions2017

    • 著者名/発表者名
      R. Hiramatsu, D. Miura, and A. Sakuma
    • 学会等名
      The 2017 MMM Conference
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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