強磁性微小構造における磁気構造とスピン依存電気伝導の理論的研究

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13740197
• 研究種目: 奨励研究(A)
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 今村 裕志 東北大学, 大学院・情報科学研究科, 助手 (30323091)
• キーワード: 量子輸送現象 / スピントロニクス / ナノ / メゾスコピック / 超伝導 / 磁壁 / スピン / ポイントコンタクト

研究概要

1.強磁性金属を用いた点接触中の量子磁壁について現在までに以下の研究成果を得た。
a.電子のスピンがどのように古典磁壁中で回転するのかを理解するために、1次元磁壁の散乱問題の厳密解を求め、スピンの回転に対する特徴的な長さ(スピン回転長)を決定した。
b.点接触中の古典磁壁を通過する電子のスピン密度を計算することにより、古典磁壁中では伝導電子のスピンが回転しており、実験事実は量子磁壁を考えなければ説明できないことを示した。
これらの成果を論文Mat. Sci. Eng. B84, 107-113(2001)等に発表した。
2.強磁性金属・超伝導体の点接触について現在までに以下の研究成果を得た。
a.強磁性金属・超伝導体界面の位置によってコンダクタンスの量子化が異なることを示した。
b.強磁性金属・超伝導体界面における障壁の有無がゼロ電圧付近におけるコンダクタンスの曲率の違いとなって現れることを示した。
これらの成果について平成13年11月13日にアメリカ合衆国のシアトルで開催された国際会議46th Conference on Magnetism and Magnetic Materialsにおいて"Andreev Reflection in Narrow Ferromagnet/Super conductor Point Contacts"という題で口頭発表を行った。また、これらの研究成果を論文Phys. Rev. B65, 020508R(2002)等に発表した。

研究成果

• [文献書誌] H.Imamura, K.Kikuchi, S.Takahashi, S.Maekawa: "Andreev Reflection in Narrow Ferromagnet/Superconductor Point Contacts"Journal of Applied Physics. (発表予定).
• [文献書誌] K.Kikuchi, H.Imamura, S.Takahashi, S.Maekawa: "Conductance Quantization and Andreev Reflection in Narrow Ferromagnet/Superconductor Point Contacts"Physical Review B. 65・1. 020508R-1-020508R-4 (2002)
• [文献書誌] H.Imamura, N.Kobayashi, S.Takahashi, S.Maekawa: "Effect of the quantum domain wall on conductance quantization and magnetoresistance in magnetic point contacts"Materials Science and Engineering B. 84・1-2. 107-113 (2002)
• [文献書誌] S.Maekawa, S.Takahashi, H.Imamura: "Spin-polarized tunneling and spin injection in superconductor ferromagnet junctions"Materials Science and Engineering B. 84・1-2. 44-48 (2002)
• [文献書誌] Y.Utsumi, H.Imamura, M.Hayashi, H.Ebisawa: "The effect of charge fluctuation on a normal-superconducting-normal single-electron transistor"Physica C : Superconductivity. 367. 237-240 (2002)
• [文献書誌] S.Takahashi, T.Yamashita, H.Imamura, S.Maekaw: "Spin-relaxation and magnetoresistance in FM/SC/FM tunnel junctions"Journal of Magnetism and Magnetic Materials. (発表予定).