• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

磁性絶縁体のマグノンの凝縮と熱輸送に対するマグノン間相互作用の影響の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K14664
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分13030:磁性、超伝導および強相関系関連
研究機関中央大学 (2020-2022)
東邦大学 (2019)

研究代表者

荒川 直也  中央大学, 理工学研究所, 専任研究員 (20736326)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
キーワードスピントロニクス / マグノン / 磁性絶縁体 / マグノン間相互作用 / 輸送現象 / 磁性体
研究開始時の研究の概要

本研究では、磁性絶縁体のマグノン凝縮の安定性とマグノンの熱伝導の応答係数に対するマグノン間相互作用の影響を理論で系統的に調べます。そして、磁性体の磁気構造の対称性の違いに着目して、その結果を考察することにより、磁性体の対称性の違いに由来する性質やそれによらない普遍的な性質の解明を目指します。さらに、その得られた結果をもとに、これまでの解釈の妥当性や限界の解明、既存の問題の解決や今後の研究の指針の提示、新しい性質の予言につなげます。

研究成果の概要

磁性絶縁体のマグノンの凝縮や輸送現象に対するマグノン間相互作用の影響について系統的な理論研究を行い、以下の成果を得ました。1. フェリ磁性絶縁体のマグノン輸送現象におけるマグノン間相互作用が誘起するバンド間マグノンドラッグの発見、2. キャントした反強磁性絶縁体のマグノン輸送現象における新しいマグノンドラッグ(ノンコリニアな磁性絶縁体特有のマグノン間相互作用の影響)の発見、3. らせん磁性絶縁体のマグノンエネルギー分散やマグノンペアー凝縮の安定性に対するマグノン間相互作用の影響の解明。

研究成果の学術的意義や社会的意義

マグノンの流れを使う磁性絶縁体のスピントロニクスの理解にはマグノン間相互作用の理解が必要不可欠でしたが、これまでの多くの研究ではその影響は無視されていました。本研究により、磁性絶縁体のマグノンの輸送現象においてマグノン間相互作用があるからこそ実現する新しい性質を発見しました。本研究の成果は磁性絶縁体のスピントロニクスにおけるマグノン間相互作用の物理の学理構築として学術的意義があります。また、本研究で発見した新しい性質を利用することで磁性絶縁体のマグノンの熱流やスピン流の大きさの変調が可能になるため、社会的にも意義のある成果です。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (11件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Symmetry-protected difference between spin Hall and anomalous Hall effects of a periodically driven multiorbital metal2023

    • 著者名/発表者名
      Arakawa Naoya、Yonemitsu Kenji
    • 雑誌名

      Communications Physics

      巻: 6 号: 1 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1038/s42005-023-01153-9

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Magnon drag induced by magnon-magnon interactions characteristic of noncollinear magnets2022

    • 著者名/発表者名
      Arakawa Naoya
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 106 号: 6

    • DOI

      10.1103/physrevb.106.064306

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Erratum: Stabilizing Mechanism for Bose-Einstein Condensation of Interacting Magnons in Ferrimagnets and Ferromagnets [Phys. Rev. Lett. <b>121</b>, 187202 (2018)]2022

    • 著者名/発表者名
      Arakawa Naoya
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 129 号: 25

    • DOI

      10.1103/physrevlett.129.259901

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Polarization-dependent magnetic properties of periodically driven α-RuCl32021

    • 著者名/発表者名
      N. Arakawa and K. Yonemitsu
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 104 号: 21 ページ: 214413-214413

    • DOI

      10.1103/physrevb.104.214413

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Floquet engineering of Mott insulators with strong spin-orbit coupling2021

    • 著者名/発表者名
      N. Arakawa and K. Yonemitsu
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 103 号: 10 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1103/physrevb.103.l100408

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of magnon-magnon interactions in a noncollinear magnet induced by combination of a symmetric and an antisymmetric exchange interaction2020

    • 著者名/発表者名
      Naoya Arakawa
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 101 号: 6

    • DOI

      10.1103/physrevb.101.064411

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanism for a Chemical Potential of Nonequilibrium Magnons in Parametric Parallel Pumping2019

    • 著者名/発表者名
      Naoya Arakawa
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 88 号: 8 ページ: 084704-084704

    • DOI

      10.7566/jpsj.88.084704

    • NAID

      40021971859

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 二つの円偏光を重ねた光をあてた多軌道金属のスピンホール効果と異常ホール効果2023

    • 著者名/発表者名
      荒川直也、米満賢治
    • 学会等名
      2023年春季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 多軌道金属のスピン輸送における多体効果とスピンクーロンドラッグ2023

    • 著者名/発表者名
      荒川直也
    • 学会等名
      2023年春季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ノンコリニア反強磁性体における新しいマグノンドラッグとマグノンスピントロニクスの特異な温度・磁場依存性2022

    • 著者名/発表者名
      荒川直也
    • 学会等名
      カイラル物質科学の新展開
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 光を当てた多軌道金属のスピンホール効果と異常ホール効果2022

    • 著者名/発表者名
      荒川直也、米満賢治
    • 学会等名
      2022年秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 反強磁性体のマグノン輸送現象の線形応答理論とバンド間ドラッグ2022

    • 著者名/発表者名
      荒川直也
    • 学会等名
      第77回年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] フェリ磁性絶縁体のマグノン輸送現象に対するマグノン間相互作用の影響2021

    • 著者名/発表者名
      荒川直也
    • 学会等名
      2021年秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 光照射したα-RuC_3の磁気的性質の偏光依存性2021

    • 著者名/発表者名
      荒川直也、米満賢治
    • 学会等名
      日本物理学会第76回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 光照射したα-RuCl_3のFloquet理論による解析2020

    • 著者名/発表者名
      荒川直也、米満賢治
    • 学会等名
      日本物理学会2020年秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Dzyaloshinsky-守谷相互作用を持つらせん磁性体のマグノン間相互作用の影響2020

    • 著者名/発表者名
      荒川直也
    • 学会等名
      第75回年次大会(日本物理学会)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 2種類の磁場をかけたフェリ磁性体の非平衡定常状態と マグノンケミカルポテンシャル発現機構2019

    • 著者名/発表者名
      荒川直也
    • 学会等名
      第13回 東邦大学複合物性研究センターシンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] フェリ磁性絶縁体のパラレルパンピングにおける非平衡定常状態とマグノンケミカルポテンシャル2019

    • 著者名/発表者名
      荒川直也
    • 学会等名
      2019年秋季大会(日本物理学会)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 中央大学プレスリリース

    • URL

      https://www.chuo-u.ac.jp/aboutus/communication/press/2023/03/65064/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi