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Transport of the antiferromagnetic order

研究課題

研究課題/領域番号 23K13050
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
研究機関東北大学

研究代表者

TANG PING  東北大学, 材料科学高等研究所, 特任助教 (90927427)

研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2024年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2023年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワードmagnon transport / antiferromagnetic order / Neel Seebeck effect / transport / magnons
研究開始時の研究の概要

Antiferromagnets are characterized by spontaneous antiferromagnetic order formed by anti-parallel aligned magnetic moments. This research is to address the essential role of the antiferromagnetic order in transport and the associated couplings with the spin, charge and heat transport.

研究実績の概要

Magnons, spin excitations in magnetically ordered states, favor spin transport over long distances. However, it remains an entirely open question how the magnons can transport the antiferromagnetic order. I previously investigated the analogous transport problem of the ferroelectric order and proposed the concept of “ferrons” that enable electric polarization transport. Based on this, I have formulated here the magnon transport theory of the antiferromagnetic order and predicted the coupled transport between the antiferromagnetic order and heat, which gives rise to the "Neel" Seebeck effect. I also showed that the transport of the antiferromagnetic order could be converted to an electric current. These results will be published in a journal.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

This research project consists two main steps. The first step is how to describe the properties of magnons in antiferromagnetic materials, and the second is how to establish the non-equilibrium magnon transport theory of the antiferromagnetic order in the presence of external perturbations and various realistic scatterings. I completed the first step by finding that magnons carry both the antiferromagnetic order and spins. Inspired by my previous works on ferroelectric order transport, I established the Boltzmann transport equation for the magnons in antiferromagnetic materials. By solving this equation, I have predicted some interesting phenomena associated with the transport of the antiferromagnetic order.

今後の研究の推進方策

The next task is to explore experimental verifications and potential implications of the transport of antiferromagnetic order in the field of spintronics. For instance, how to convert the current of the antiferromagnetic order to an electric current, and what is the coupling between the antiferromagnetic order and spin transport. These problems could be tackled by investigating a bilayer of antiferromagnetic and nonmagnetic metals with a coupling between the antiferromagnetic order and conduction electrons.

報告書

(1件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 11件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 9件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 5件、 招待講演 3件) 学会・シンポジウム開催 (5件)

  • [雑誌論文] Ultrafast switching dynamics of the ferroelectric order in stacking-engineered ferroelectrics2024

    • 著者名/発表者名
      He Ri、Zhang Bingwen、Wang Hua、Li Lei、Tang Ping、Bauer Gerrit E. W.、Zhong Zhicheng
    • 雑誌名

      Acta Materialia

      巻: 262 ページ: 119416-119416

    • DOI

      10.1016/j.actamat.2023.119416

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Electric analog of magnons in order-disorder ferroelectrics2024

    • 著者名/発表者名
      Tang Ping、Bauer Gerrit E. W.
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 109 号: 6 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1103/physrevb.109.l060301

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Surface and volume modes of polarization waves in ferroelectric films2024

    • 著者名/発表者名
      R. L. Rodriguez-Suarez、Zhou X.-H.、Cai C. Y.、Tang P.、Yu T.、Bauer G. E. W.、Rezende S. M.
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 109 号: 13 ページ: 134307-134307

    • DOI

      10.1103/physrevb.109.134307

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Electric field-dependent phonon spectrum and heat conduction in ferroelectrics2023

    • 著者名/発表者名
      B. L. Wooten, R. Iguchi, P. Tang, J. S. Kang, K. Uchida, G. E. W. Bauer, J. P. Heremans
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 9 号: 5 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1126/sciadv.add7194

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Polarization transport in ferroelectrics2023

    • 著者名/発表者名
      Bauer G.E.W.、Tang P.、Iguchi R.、Xiao J.、Shen K.、Zhong Z.、Yu T.、Rezende S.M.、Heremans J.P.、Uchida K.
    • 雑誌名

      Physical Review Applied

      巻: 20 号: 5 ページ: 050501-050501

    • DOI

      10.1103/physrevapplied.20.050501

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Nonlocal drag thermoelectricity generated by ferroelectric van der Waals heterostructures2023

    • 著者名/発表者名
      P. Tang, K. Uchida, G. E. W. Bauer
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 107 号: 12 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1103/physrevb.107.l121406

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Sliding Phase Transition in Ferroelectric van der Waals Bilayers2023

    • 著者名/発表者名
      Tang Ping、Bauer Gerrit E.W.
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 130 号: 17 ページ: 176801-176801

    • DOI

      10.1103/physrevlett.130.176801

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Long-distance magnon transport in the van der Waals antiferromagnet CrPS42023

    • 著者名/発表者名
      de Wal Dennis K.、Iwens Arnaud、Liu Tian、Tang Ping、Bauer Gerrit E. W.、van Wees Bart J.
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 107 号: 18 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1103/physrevb.107.l180403

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Surface Ferron Excitations in Ferroelectrics and Their Directional Routing2023

    • 著者名/発表者名
      Zhou Xi-Han、Cai Chengyuan、Tang Ping、R. L. Rodriguez-Suarez、Rezende Sergio M.、Bauer Gerrit E. W.、Yu Tao
    • 雑誌名

      Chinese Physics Letters

      巻: 40 号: 8 ページ: 087103-087103

    • DOI

      10.1088/0256-307x/40/8/087103

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Electron and magnon resonant tunneling: materials, physics and devices2023

    • 著者名/発表者名
      Han Xiufeng、Tao Lingling、Wu Hao、Tang Ping、Xing Yaowen
    • 雑誌名

      Journal of Physics D: Applied Physics

      巻: 56 号: 44 ページ: 443001-443001

    • DOI

      10.1088/1361-6463/ace72a

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Soft magnons in anisotropic ferromagnets2023

    • 著者名/発表者名
      G. E. W. Bauer, P. Tang, M. Elyasi, Y. M. Blanter, and B. J. van Wees
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 108 号: 6 ページ: 064431-064431

    • DOI

      10.1103/physrevb.108.064431

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Electric Analog of Magnon Excitations and Electric Polarization Transport in Ferroelectric Materials2024

    • 著者名/発表者名
      Ping Tang
    • 学会等名
      Intermag conference 2024
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Polarization caloritronics and``ferron''excitations in ferroelectrics2023

    • 著者名/発表者名
      Ping Tang
    • 学会等名
      APS March Meeting Abstracts
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Polarization caloritronics and “ferron” excitations in ferroelectrics2023

    • 著者名/発表者名
      Ping Tang
    • 学会等名
      Intermag Conference 2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Polarization caloritronics and “ferron” excitations in ferroelectrics2023

    • 著者名/発表者名
      Ping Tang
    • 学会等名
      Spin Caloritronics XII International Workshop
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Electric polarization transport and “ferron” excitations in ferroelectrics2023

    • 著者名/発表者名
      Ping Tang
    • 学会等名
      International Iwate Spintronics workshop
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会・シンポジウム開催] Intermag conference 20242024

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会・シンポジウム開催] International Iwate Spintronics Workshop2024

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会・シンポジウム開催] Intermag conference 20232023

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会・シンポジウム開催] Orbitronics workshop2023

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会・シンポジウム開催] Spin Caloritronics XII International Workshop2023

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

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公開日: 2023-04-13   更新日: 2024-12-25  

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