| 研究課題/領域番号 |
20K05299
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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29010:応用物性関連
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| 研究機関 | 富山県立大学 (2022)
東北大学 (2020-2021) |
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研究代表者 |
柳 有起 富山県立大学, 工学部, 准教授 (70634343)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 磁性 / スピントロニクス / 第一原理計算 / 反強磁性 / 異常ホール効果 / 異常ネルンスト効果 / スピン流 / スピンホール効果 / 交差相関 / ディラック反金属 / 反強磁性体 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
スピントロニクスにおいて高効率な純粋スピン流の生成法確立は重要課題の一つである。従来の生成法のほとんどがスピン軌道相互作用に由来するものであったため研究対象は4d, 5d電子系が中心だった。本研究ではスピン軌道相互作用が小さい3d電子系を主な対象物質群として、最近提案された反強磁性秩序がもたらす対称性の破れに起因した新たなスピン流生成機構について、第一原理計算を用いた定量的・網羅的解析を行い、新規スピントロニクス物質開拓を目指す。
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| 研究成果の概要 |
磁性体を対象としたスピントロニクス物質開拓の理論基盤構築を目指して、磁気構造・電子構造と電荷・スピン輸送など種々の物性との関係について理論研究を実施した。Co3InxSn2-xS2における異常ホール効果、ネルンスト効果、CuMnAsにおけるスピンホール効果を第一原理計算に基づき定量的に調べた。また、非共線・非共面磁性において反対称スピン分裂やバンドシフトなどの電子構造変化がスピン軌道相互作用によらない機構で発現することを明らかにした。さらに、多極子展開に基づく磁気構造生成法を単位胞間の空間変調を取り込んだ形式へ拡張し、本手法を用いてα-MnやCoTa3S6の磁気構造の候補を提案した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
第一原理計算を用いた輸送特性の定量的解析を通して、電子構造が物性に与える影響に関する理解を深めた。これは、反強磁性スピントロニクス物質などの機能性磁性材料の探索へつながる知見となることが期待される。また、スピン軌道相互作用によらない電子構造変化や交差相関現象に関する研究成果は機能性磁性材料の候補となる物質群が従来よりも拡大する可能性を示した点に学術的意義があると考えている。磁気構造生成法については、磁性体に対するハイスループット第一原理計算への応用可能性が見込まれる。
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