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歪みによるスピン流及び磁化生成

公募研究

研究領域ナノスピン変換科学
研究課題/領域番号 17H05179
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東京工業大学

研究代表者

横山 毅人  東京工業大学, 理学院, 助教 (30578216)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
キーワードスピントロ二クス / スピン流 / 歪み
研究実績の概要

電荷によるスピン(磁性)の制御、またスピン(磁性)による電荷の制御を目的とした研究分野はスピントロ二クスと呼ばれる。特に重要な概念は純スピン流である。これはアップとダウンのスピンを持つ電子が逆の速度を持つことによって生じる電流を伴わないスピンの流れである。純スピン流は時間反転に対して偶の対称性を持ち、従って散逸を伴わずにスピンを運ぶため、省エネルギーデバイスに利用が期待されている。スピントロ二クスの分野ではどのようにして電荷とスピン自由度を結びつけるか、特にどのようにして純スピン流を生成するか、が重要な課題である。
近年、歪みによる物性制御が注目を集めている。例えば炭素一層からなるグラフェンに歪みを与えることで有効的に300テスラ以上の強磁場をグラフェンに与えることが実験的に確認されている。また、歪みをベリー曲率の効果として取り入れる理論的枠組みが近年整備されつつある。
本研究ではスピン軌道相互作用のある3次元の金属に外部から歪みを与えた系において、歪みを1パラメータで表し、空間3次元に加えた4次元空間に対するボルツマン運動方程式を用いて、歪みに起因するベリー曲率及び軌道磁気モーメントを定式化した。
。歪みにより誘起される磁化については軌道磁化とスピン磁化の2種類の磁化を計算した。以上の結果により、歪みによるスピン流と磁化の生成が明らかになった。今後、モデル計算を用いて、どのような状況でスピン流と磁化が大きくなるのか明らかにする予定である。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] NTNU(Norway)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Topological exceptional surfaces in non-Hermitian systems with parity-time and parity-particle-hole symmetries2019

    • 著者名/発表者名
      Okugawa Ryo、Yokoyama Takehito
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 99 号: 4

    • DOI

      10.1103/physrevb.99.041202

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 超伝導スピントロニクスの最近の展開2019

    • 著者名/発表者名
      横山毅人
    • 雑誌名

      固体物理

      巻: 54 ページ: 13-22

    • NAID

      40021823618

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] トポロジカル物質とそのスピントロニクスへの応用2018

    • 著者名/発表者名
      横山毅人, 村上修一
    • 雑誌名

      まぐね

      巻: 13 ページ: 324-329

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Orbital Edelstein Effect as a Condensed-Matter Analog of Solenoids2018

    • 著者名/発表者名
      Taiki Yoda, Takehito Yokoyama, and Shuichi Murakami
    • 雑誌名

      Nano Lett.

      巻: 18 号: 2 ページ: 916-920

    • DOI

      10.1021/acs.nanolett.7b04300

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Generic phase diagram for Weyl superconductivity in mirror-symmetric superconductors2018

    • 著者名/発表者名
      Okugawa Ryo、Yokoyama Takehito
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 97 号: 6

    • DOI

      10.1103/physrevb.97.060504

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anisotropic Andreev reflection and Josephson effect in ballistic phosphorene2017

    • 著者名/発表者名
      Linder Jacob、Yokoyama Takehito
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 95 号: 14

    • DOI

      10.1103/physrevb.95.144515

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Adiabatic and nonadiabatic spin torques induced by a spin-triplet supercurrent2017

    • 著者名/発表者名
      R. Takashima, S. Fujimoto, and T. Yokoyama
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 96 号: 12

    • DOI

      10.1103/physrevb.96.121203

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Weyl superconductivity associated with phase transition of topological crystalline superconductors2017

    • 著者名/発表者名
      横山毅人
    • 学会等名
      Trends in Theory of Correlated Materials (TTCM2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Generic phase diagram for Weyl superconductivity in mirror-symmetric superconductors2017

    • 著者名/発表者名
      横山毅人
    • 学会等名
      TMS-EPiQS 2nd Alliance Workshop
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] 日本物理学会誌2017

    • 著者名/発表者名
      養田大騎, 横山毅人, 村上修一
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2019-12-27  

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