| 研究課題/領域番号 |
19K03744
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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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| 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 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
河野 浩 名古屋大学, 理学研究科, 教授 (10234709)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023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)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | スピン軌道相互作用 / ジャロシンスキー・守谷相互作用 / 磁性トポロジカル絶縁体 / ラシュバ磁性体 / ワイル半金属 / ラシュバ型スピン軌道相互作用 / 動的格子変形 / スピン流 / スピン起電力 / 反強磁性体 / 非断熱過程 / スピントルク / マグノンドラッグ効果 / トポロジカルホール効果 / 傾角反強磁性体 / トポロジカルネルンスト効果 / マグノンホール効果 / 運動量移行効果 / スピン移行効果 / スピンゲージ場 / 非断熱効果 / 創発磁場 / スピントロニクス / スピン輸送 / 多体効果 / ドラッグ効果 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
これまで主に一体問題のレベルで議論されてきたスピントロニクスの諸現象を、多体相互作用の観点から見直し、その効果を増強する指針などを探る。具体的には、磁化構造に起因するホール効果（トポロジカル・ホール効果）や、各種スピン輸送における種々のドラッグ効果（相互作用し合う素励起の流れが互いに引きずり合う効果）を調べる。後者についてはとくに、スピントロニクスのパラダイムに従って素励起間の角運動量転換の観点からドラッグ効果を調べ、増強のための知見を深める。
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| 研究実績の概要 |
2023年度は、まずジャロシンスキー・守谷相互作用の微視的計算を、面内磁化成分をもつラシュバ強磁性体に対して行った。実験家との共同研究で、ジャロシンスキー・守谷相互作用が重要な役割を果たすスピンホールトルクによるフェリ磁壁移動を解析し、フェリ磁壁に特有の自励振動状態を見出した。動的格子変形に誘起されるスピン流については、強束縛模型から出発して導いた有効摂動ハミルトニアンに基づいて具体的に計算し、四重極スピン流・垂直スピン流・ヘリシティ流といった多彩なスピン流が誘起されることを見出した。また、同様の手法を軌道流に適用して、軌道流の力学的生成を調べた。スピントルクとスピン起電力の複合効果である創発インダクタについて、Onsagerの相反定理の観点から考察した。
研究期間全体の成果は以下のとおり：(1) コリニアおよび傾角反強磁性体におけるトポロジカル・ホール効果、コリニア反強磁性体におけるトポロジカル・スピンホール効果およびスピン起電力の微視的計算を行った。これにより、反強磁性体における創発電磁場（および創発ベクトルポテンシャル）を同定した。これらはすべて、ベリー位相描像の前提（断熱過程）が破綻して非断熱効果が重要になる状況である。(2)反強磁性体におけるスピン移行トルクの微視的計算を行った。(3)トポロジカルな磁化構造が存在する下でのマグノン・ドラッグ過程を調べた。(4)スピン軌道相互作用の強いバンド電子が媒介するジャロシンスキー・守谷相互作用の微視的理論を構築した。(5)力学的スピン流生成に対するスピン軌道相互作用の効果を、多軌道強束縛模型から出発して微視的に調べた。
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