スピン軌道結合磁性体における異常スピン電磁応答

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17K05485
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物性Ⅰ
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 野村 健太郎 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (00455776)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: トポロジカル物質 / スピントロニクス

研究成果の概要

ワイル半金属において，スピン運動量ロッキングは電子の軌道運動を背景の磁気テクスチャと相関させることを明らかにした． 磁性ワイル半金属の磁性組織のダイナミクスが，ジュール熱のない励起電流を誘導することを示した． このポンピング電流は磁気テクスチャに相当する軸方向の電磁場によって誘導されるホール電流と見なすことができる． 磁壁が移動する場合には，磁壁が局所的な電荷に対応するポンピング電流を生成することを示した．

自由記述の分野

物性物理学

研究成果の学術的意義や社会的意義

スピントロニクスの分野では電子の電荷とスピンの自由度を制御し，電気と磁気の非自明な結合など基礎研究から，磁気メモリーや磁気センサーに応用などが行われている．本研究において我々は磁性ワイル半金属を中心とするトポロジカル物質が従来の強磁性金属に比べ，低損失でかつ堅牢なスピン電荷変換現象が起こることを理論的に示した．特に電流や電場によって磁壁が駆動する現象は従来の強磁性金属とは異なりバンドトポロジーの効果による下であること，磁気異方性の影響を受けにくい，すなわち高精度の磁気デバイスの可能性があることを明らかにした．