非平衡系におけるスピン波スピン流に対する数値的研究

• 研究課題/領域番号: 23740284
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 東邦大学
• 研究代表者: 大江 純一郎 東邦大学, 理学部, 講師 (40510251)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2013年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2012年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2011年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: 磁性 / スピントロニクス / スピンエレクトロニクス

研究概要

本研究では、熱勾配や局所外場によって駆動される強磁性絶縁体中のスピン波について理論解析を行った。まず、熱勾配下で発生するスピンゼーベック効果の起源を明らかにした。磁化の運動を表すLandau-Lifshitz-Gilbert (LLG)方程式を、温度勾配を有する系において数値的に解き、そこからプラチナ電極で観測される電圧を定量的に求めた。また、強磁性薄膜中の表面スピン波が熱流を運ぶことを明らかにし、強磁性絶縁体を用いたエネルギー輸送デバイスの提案を行った。さらに、異なる磁性体の超格子構造を考え、そこではトポロジカルに保護されたカイラルエッジスピン波モードが存在することを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Magnetostativ wave analog of integer quantum Hall state in patterned magnetic films (2014)
  • 著者名/発表者名: Ryuichi Shindou and Jun-ichiro Ohe
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 89 ページ: 54412-54412
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetostatic wave analog of integer quantum Hall state in patterned magnetic films (2014)
  • 著者名/発表者名: Ryuichi Shindou and Jun-ichiro Ohe
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 89 号: 5 ページ: 54412-54412
  • DOI: 10.1103/physrevb.89.054412
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cascaded spin motive force driven by the dynamics of the Skyrmion lattice (2013)
  • 著者名/発表者名: Jun-ichiro Ohe and Yuhki Shimada
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett 巻: 103 ページ: 242403-242403
  • 査読あり
• [雑誌論文] Unidirectional spin-wave heat conveyer (2013)
  • 著者名/発表者名: Ryuichi Shindou, Jun-ichiro Ohe, Ryo Matsumoto, Shuichi Murakami, and Eiji Saitoh
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 87 ページ: 1774402-1774402
  • 査読あり
• [雑誌論文] Topological chiral magnonic edge mode in a magnonic crystal (2013)
  • 著者名/発表者名: Ryuichi Shindou, Ryo Matsumoto, Shuichi Murakami, and Jun-ichiro Ohe
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 87 ページ: 1774427-1774427
  • 査読あり
• [雑誌論文] Unidirectional spin-wave heat conveyer (2013)
  • 著者名/発表者名: T. An, V. I. Vasyuchka, K. Uchida, A. V. Chumak, K. Yamaguchi, K. Harii, J. Ohe, M. B. Jungfleisch, Y. Kajiwara, H. Adachi, B. Hillebrands, S. Maekawa, and E. Saitoh
  • 雑誌名: Nature Materials 巻: 12 ページ: 549-549
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chiral spin-wave edge modes in dipolar magnetic thin films (2013)
  • 著者名/発表者名: Ryuichi Shindou, Jun-ichiro Ohe, Ryo Matsumoto, Shuichi Murakami, and Eiji Saitoh
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 87 号: 17 ページ: 174402-174402
  • DOI: 10.1103/physrevb.87.174402
  • 査読あり
• [雑誌論文] Topological chiral magnonic edge mode in a magnonic crystal" Ryuichi Shindou, Ryo Matsumoto, Shuichi Murakami, and Jun-ichiro Ohe (2013)
  • 著者名/発表者名: Ryuichi Shindou, Ryo Matsumoto, Shuichi Murakami, and Jun-ichiro Ohe
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 87 号: 17 ページ: 174427-174427
  • DOI: 10.1103/physrevb.87.174427
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cascaded spin motive force driven by the dynamics of the Skyrmion lattice (2013)
  • 著者名/発表者名: Jun-ichiro Ohe and Yuhki Shimada
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 巻: 103 号: 24 ページ: 242403-242403
  • DOI: 10.1063/1.4838735
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin-motive force due to a gyrating magnetic vortex (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Tanabe, D. Chiba, J. Ohe, S. Kasai, H. Kohno, S. E. Barnes, S. Maekawa, K. Kobayashi and T. Ono
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 3 ページ: 845-845
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultrafast magnetic vortex core switching driven by topological inverse Faraday effect (2012)
  • 著者名/発表者名: Katsuhisa Taguchi, Jun-ichiro Ohe, and Gen Tatara
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett 巻: 109 ページ: 127204-127204
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultrafast Magnetic Vortex Core Switching Driven by the Topological Inverse Faraday Effect (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Taguchi
  • 雑誌名: American Physics, Physical Review Letters 巻: 109 号: 12 ページ: 127204-127208
  • DOI: 10.1103/physrevlett.109.127204
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical study on Spin Seebeck effect (2011)
  • 著者名/発表者名: Jun-ichiro Ohe, Hiroto Adachi, Saburo Takahashi, and Sadamichi Maekawa
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 83 ページ: 115118-115118
  • 査読あり
• [学会発表] マグノンホール効果の検出の試みIV (2014)
  • 著者名/発表者名: 田辺賢士,松本遼,大江純一郎,村上修一,森山貴広,千葉大地,小林研介,小野輝男
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2014-03-26
• [学会発表] 磁気スキルミオン格子の集団励起に伴うスピン起電力の数値的研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 嶋田 裕樹,大江 純一郎
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 徳島大学
  • 年月日: 2013-09-27
• [学会発表] ラシュバ超格子を用いたスピン分極電流 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大江 純一郎,好田 誠,新田淳作
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 徳島大学
  • 年月日: 2013-09-26
• [学会発表] マグノンホール効果の検出の試みIII (2013)
  • 著者名/発表者名: 田辺 賢士,松本 遼,大江 純一郎,村上 修一,森山 貴広,千葉 大地,小野 輝男
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 徳島大学
  • 年月日: 2013-09-26
• [学会発表] Numerical analysis on the spin-motive force induced by the resonant motion of a magnetic domain wall (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuhki Shimada and Jun-ichiro Ohe
  • 学会等名: The 12^<th> Asia Pacific Physics Conference
  • 発表場所: 幕張メッセ(千葉)
  • 年月日: 2013-07-18
• [学会発表] スピントロニクスの展望とカイラル磁性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大江 純一郎
  • 学会等名: カイラル磁性体研究会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2013-05-18
• [学会発表] 磁性薄膜超格子におけるカイラルスピン波端状態 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大江 純一郎,進藤 龍一,松本 遼,村上 修一
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2013-03-27
• [学会発表] マグノンホール効果の検出 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田辺 賢士,松本 遼,村上 修一,大江 純一郎,森山 貴広,千葉 大地,小野 輝男
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2013-03-27
• [学会発表] 強磁性薄膜におけるトポロジカルなカイラルスピン波端状態の設計 (2013)
  • 著者名/発表者名: 進藤 龍一,松本 遼,大江 純一郎,村上 修一
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2013-03-27
• [学会発表] 双極子相互作用のある強磁性結晶におけるトポロジカルスピン波端状態の理論 (2012)
  • 著者名/発表者名: 進藤 龍一,松本 遼,大江 純一郎,村上 修一
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 2012-09-20
• [学会発表] トポロジカルスピン波端状態に対する数値解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大江 純一郎,進藤 龍一,松本 遼,村上 修一
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 2012-09-20
• [学会発表] Phonon-drag spin Seebeck effect (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroto Adachi, Junichiro Ohe, Saburo Takahashi, and Sadamichi Maekawa
  • 学会等名: International Conference on Magnetism (ICM2012)
  • 発表場所: Busan, Korea
  • 年月日: 2012-07-12
• [学会発表] スピンゼーベック効果に対する数値解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大江 純一郎
  • 学会等名: 応用物理学会スピントロニクス研究会
  • 発表場所: 東北大学(宮城県仙台市)
  • 年月日: 2011-11-14
• [学会発表] スピンゼーベック効果に対する数値解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大江純一郎
  • 学会等名: スピン流と熱効果の新現象(招待講演)
  • 発表場所: 東北大学(宮城県仙台市)
• [学会発表] ラシュバ超格子を用いたスピン分極電流
  • 著者名/発表者名: 大江 純一郎，好田 誠、新田 淳作
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 徳島大学（徳島県）
• [学会発表] 磁気スキルミオン格子の集団励起に伴うスピン起電力の数値的研究
  • 著者名/発表者名: 嶋田 裕樹、大江 純一郎
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 徳島大学（徳島県）
• [学会発表] Numerical analysis on the spin-motive force induced by the resonant motion of a magnetic domain wall
  • 著者名/発表者名: Yuhki Shimada and Jun-ichiro Ohe
  • 学会等名: The 12th Asia Pacific Physics Conference
  • 発表場所: 幕張メッセ（千葉県）