| 研究課題/領域番号 |
19K14667
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 東京大学 (2020)
国立研究開発法人理化学研究所 (2019) |
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研究代表者 |
横内 智行 東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (20823389)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
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| キーワード | スピントロニクス / スキルミオン / ベリー位相 / スピンホール効果 / トポロジー / スピン電荷変換 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
スピンと電荷の相互変換を用いた革新的デバイスや高効率エネルギー変換の実現が期待されている。そのためには安価で高効率なスピンと電荷の相互変換の実現が必要である。一方で従来の高効率スピン電荷変換は、運動量空間ベリー位相などといったバンド構造に基づく機構が主流であり、これらの機構には白金などの高価な元素が必要である。本研究では、高価な元素がなくても巨大な実空間でのベリー位相の起源になりうることが近年明らかになた「スキルミオン」と呼ばれるトポロジカルスピン構造に着目する。そして実空間ベリー位相を用いた高効率で安価なスピン電荷変換機能の実現に向けた基礎原理の確立を目指す。
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| 研究成果の概要 |
実空間スピン構造に由来したベリー位相は様々な新奇な現象がを引き起こす。本研究ではトポロジカル磁気構造に由来する実空間ベリー位相によるスピン電荷変換の理解を目指した。
そして、スキルミオン物質でのスピン電荷変換を測定した。さらに、その結果の理解を深めるために、時間反転対称性の破れた系でのスピン電荷変換の機構についても研究を行った。また、スキルミオンの制御方法や、実空間ベリー位相に由来した新規輸送現象を開拓した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究により、スピン構造による実空間ベリー位相によって生じる輸送現象・スピン電荷変換現象への理解が深まったといえる。ベリー位相に関連した物理現象を開拓しその起源を解明していくことで、次世代のエレクトロニクスの発展へつながっていくことが期待される。また、スキルミオンは次世代メモリへの応用が期待されているため、その新たな制御方法を開拓できたことは、スキルミオンの応用へつながることが期待される。
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