| 研究課題/領域番号 |
22K03498
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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13020:半導体、光物性および原子物理関連
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
下出 敦夫 大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (20747860)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023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)
2024年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022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 | スピントロニクス / スピンHall効果 / スピンNernst効果 / 波束の半古典論 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，電磁場や重力場についての非線形交差相関応答を直感的かつ統一的に記述する波束の半古典論を構築することを目指す．波束の半古典論は量子力学に従う準粒子を古典的な粒子に落とし込み，Boltzmann方程式で扱うための方法であり，物性の直感的な理解を容易にする．重力場は温度勾配や格子変形などの電磁場以外の外場を扱うための方法である．電磁場，温度勾配，格子変形を活用した新奇な物性の提案を行い，現実の物質に対して計算するためのパッケージ開発を行う．
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| 研究実績の概要 |
スピンHall効果はスピン軌道相互作用を通じて電場と垂直にスピン流が流れる現象としてこれまで理解されてきており，電気的にスピンを注入する手段として注目を集めている．しかしながら，スピン軌道相互作用がある場合スピン流を一意的に定義することはできないため，その係数であるスピンHall伝導度がスピンHall効果の指標たりえないことは以前から指摘されてきた．昨年度までの研究を通じて，端に現れる電場勾配によってスピン密度が生じる現象として理解することができ，その係数 (スピン蓄積係数)がスピンHall効果の定量的な指標であることが明らかになった．
今年度はそのスピン蓄積係数を現実の物質で定量的に予測することを目指し，1. VASPを用いた第一原理計算，2. Wannier90を用いた最局在Wannier関数の構築，3. 得られた強束縛模型からスピン蓄積係数を計算するためのプログラム実装を行ってきた．現在までのところ，1.および2.については経験を積みよい結果が得られるようになったものの，3.については結晶の対称性と整合するスピン蓄積係数やスピンHall伝導度が得られていない．これはWannier90に実装された機能で出力されないスピンの行列要素の計算に問題があるためであると考えている．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
研究室の指導や講義の準備に時間をとられたため．
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| 今後の研究の推進方策 |
Wannier90に実装された機能で出力されないスピンの行列要素を計算するためのプログラムを実装し，結晶の対称性と整合するスピンHall伝導度やスピン蓄積係数を得られるよう修正することを目指す．
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