トポロジカルなスピンテクスチャを利用した巨大スピン起電力の観測

• 研究課題/領域番号: 26610109
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 関 真一郎 国立研究開発法人理化学研究所, 創発物性科学研究センター, ユニットリーダー (70598599)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2015年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2014年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
• キーワード: スピントロニクス / 磁性

研究成果の概要

本研究では、粒子性を伴った渦状のスピン構造体「スキルミオン」の共鳴振動を駆動することで、量子力学的なベリー位相に由来して伝導電子が感じる創発電場（スピン起電力）を実験的に検出することを目的としている。70ナノメートル程度の直径のスキルミオンを伴ったキラルな結晶構造の強磁性金属FeGeに焦点を絞って、磁気共鳴と同じ周波数で発現するスピン起電力の測定を試みた。この結果、スキルミオン磁気相において、磁気共鳴の条件下においてのみ、実際に50μV程度（電極間距離は10μm、磁場振幅は1Oe程度）の起電力が発現することを発見した。この大きさは、理論的に予測されている値と概ね符合する結果となっている。

研究成果

• [雑誌論文] Microwave magnetochiral dichroism in chiral-lattice magnet Cu2OSeO3 (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Okamura, F. Kagawa, S. Seki, M. Kubota, M. Kawasaki, Y. Tokura
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 114 号: 19 ページ: 197202-197202
  • DOI: 10.1103/physrevlett.114.197202
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Thermal generation of spin current in an antiferromagnet (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Seki, T. Ideue, M. Kubota, Y. Kozuka, R. Takagi, M. Nakamura, Y.Kaneko, M. Kawasaki, Y. Tokura
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 115 号: 26 ページ: 266601-266601
  • DOI: 10.1103/physrevlett.115.266601
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamical magnetoelectric phenomena of multiferroic skyrmions (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Mochizuki, S. Seki
  • 雑誌名: Journal of Physics: Condensed Matter 巻: 27 号: 50 ページ: 503001-503024
  • DOI: 10.1088/0953-8984/27/50/503001
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Ultrafast optical excitation of magnetic skyrmions (2015)
  • 著者名/発表者名: N. Ogawa, S. Seki, Y. Tokura
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 5 号: 1 ページ: 9552-9552
  • DOI: 10.1038/srep09552
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] Spin dynamics in chiral multiferroic insulators with magnetic skyrmions (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Seki
  • 学会等名: International Workshop on Topological Structures in Ferroic Materials
  • 発表場所: シドニー・オーストラリア
  • 年月日: 2015-05-19
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Magnetoelectric Skyrmions in Multiferroics (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Seki
  • 学会等名: INTERMAG
  • 発表場所: 北京・中国
  • 年月日: 2015-05-12
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Observation and Manipulation of Magnetic Skyrmions (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Seki
  • 学会等名: Annual Meeting of German Physical Society (DPG)
  • 発表場所: ベルリン、ドイツ
  • 年月日: 2015-03-15 – 2015-03-20
  • 招待講演
• [学会発表] マルチフェロイック物質中の磁気スキルミオン (2015)
  • 著者名/発表者名: 関 真一郎
  • 学会等名: 日本磁気学会第52回スピンエレクトロニクス専門研究会
  • 発表場所: 仙台、日本
  • 年月日: 2015-01-28
  • 招待講演
• [学会発表] Skyrmions in Multiferroic Insulator (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Seki
  • 学会等名: Congress and general assembly of International Union of Crystallography (IUCr)
  • 発表場所: モントリオール、カナダ
  • 年月日: 2014-08-05 – 2014-08-12
  • 招待講演
• [図書] Skyrmions in Magnetic Materials (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Seki, M. Mochizuki
  • 総ページ数: 69
  • 出版者: Springer