| 研究課題/領域番号 |
16K13827
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
塩見 雄毅 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (10633969)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | スピントロニクス / スピン流 / 量子スピン系 / スピン液体 / スピノン |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、量子スピン系（スピン液体状態）におけるスピン励起であるスピノンによるスピン流の開拓を目指して研究を行う。今年度は、典型的な一次元量子スピン系Sr2CuO3単結晶においてスピノンスピン流の実証をスピンゼーベック効果測定を用いて行った。結果として、Sr2CuO3|Ptにおいてスピンゼーベック電圧が観測され、その符号はフェリ磁性体Y3Fe5O12|Ptのスピンゼーベック電圧の符号と反対であることがわかった。これは、直観的には、フェリ磁性体のマグノンは磁化が減少する励起であるのに対し、スピノンは磁化がないときからの励起であるため磁化が大きくなるという違いに対応する。理論研究者との共同研究により微視的な理論も構築し、上記の直観的描像が正しいことを示した。また、一次元スピン鎖と直交する方向にはスピノンスピン流の寄与が観測されないこと、PtとWで逆スピンホール起電力の符号が逆になることなどを確かめ、結果をサポートした。上記内容をNature Physicsに投稿し、掲載受理された。現在は、より結果をサポートするために追加実験を行い、フォローアップ論文の準備を進めている。また、この研究成果を基盤とした研究展開として、物性物理学において現在ホットトピックの一つである二次元系の量子スピン液体に物質を拡げて研究することが考えられる。最近特に注目されるキタエフ候補物質RuCl3における研究も開始し、予備的成果としてスピン由来の熱伝導率を観測している（論文投稿中）。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
既に計画の目標であったスピノンスピン流の実験的実現を達成した。次年度はスピノンスピン流の長距離伝搬性の検証や、計画を超えて新奇スピノンスピン流現象の開拓や、他のスピン液体物質への展開を狙う。
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| 今後の研究の推進方策 |
次年度は計画を超えた新奇スピノンスピン流現象の開拓や、他のスピン液体物質への展開を狙う。
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