| 研究課題/領域番号 |
19J20118
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 国内 |
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| 審査区分 |
小区分13030:磁性、超伝導および強相関系関連
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
亀田 麻衣 (2020-2021) 東北大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)
廣部 麻衣 (2019) 東北大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-25 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2021年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2020年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2019年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
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| キーワード | アモルファス強磁性体 / 磁気励起 / マグノン / ウムクラップ散乱 / 磁気スキルミオン / 引力相互作用 / リバース・モンテカルロ / 結晶磁気異方性 / スピントロニクス / アモルファス磁性体 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
原子配置がランダムなアモルファス磁性体は、そのランダムさにもかかわらず高効率にスピンを輸送する可能性が示唆されている。高効率にスピンを輸送する物質群の開拓とその物性の理解は、次世代の電子情報技術の創出を目指すスピントロニクス分野の発展に欠かせない重要な課題である。本研究では、大規模数値シミュレーションによってアモルファス磁性体のスピン輸送を調べる理論的手法を確立し、そのスピン輸送メカニズムの解明を目指す。
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| 研究実績の概要 |
・磁気励起スペクトルの解釈と先行研究との比較
本研究は、アモルファス磁性体における高効率スピン輸送メカニズムを調べる手法の確立および原理究明を目的とした。これまでの計算により、アモルファス磁性体における高効率スピン輸送メカニズムを調べる理論的手法が初めて確立した。高効率スピン輸送メカニズムの特定には至らなかったものの、その解明に向け、重要な礎となる磁気励起の解釈に成功した。以下に今年度の進展を詳しく述べる。これまでの計算により、スピンの時間発展方程式とリバース・モンテカルロ法を組み合わせることでアモルファス磁性体の磁気励起を数値的に計算できることがわかっていた。しかしながらその解釈については、特に有限波数(波数~3)について不明瞭であった。この波数では、実験によりギャップ励起が報告されていた。本研究では、この有限波数の励起が実はギャップレスであることを示唆している。これについて、アモルファス磁性体の構造を反映するX線散乱の結果と照らし合わせたところ、構造の短距離秩序に由来するウムクラップ散乱と解釈できることが示唆された。この概念は先行研究で指摘されたものであるが、これまで有限波数の励起 の物理的描像についてコンセンサスのある解釈が無かった。本研究の詳細な計算により、アモルファス強磁性体Co4Pの磁気励起について、波数~0と波数~3にスピン波が存在するという具体的な描像が提案できた。
・磁気スキルミオンの引力相互作用の機構解明と制御方針の提案
これまでの計算により、結晶磁気異方性などスピン空間の異方性が存在する場合にスキルミオンが歪み、引力相互作用を誘起することがわかっていた。加えて今年度、この引力は外部磁場を傾けることで2桁にわたり引力の大きさを変更できることも明らかになった。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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