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2021 年度 実績報告書

反強磁性体における磁壁の電流駆動の理論

研究課題

研究課題/領域番号 19J23587
研究機関名古屋大学

研究代表者

中根 丈太郎  名古屋大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2019-04-25 – 2022-03-31
キーワードスピントロニクス / 反強磁性体 / 微小領域磁性 / スピン流 / 理論
研究実績の概要

第3年度は、反強磁性体の電流誘起トルクの微視的計算を行い、筆頭著者として論文2報を発表した。
1報目は反強磁性体磁壁駆動の理論に関する論文である。本論文では反強磁性体におけるスピン移行トルク、その散逸補正、ダンピングトルクを微視的に計算した。散逸補正とダンピングトルクを計算するには磁性不純物を考慮する必要があった。微視的計算から、散逸補正とダンピングトルクが強磁性体のものと類似していること、またスピン移行トルクが強磁性体のものと逆符号であることを示した。スピン移行トルクが逆符号であることは、電流誘起磁壁駆動の方向が反強磁性体と強磁性体で逆であることを意味する。この結果は角運動補償点におけるフェリ磁性体GdFeCo(反強磁性的な磁化ダイナミクスが期待される)の実験結果を説明するものである。
2報目は反強磁性マグノンのドップラーシフトに関する論文である。1報目では従来通り一種類のスピン移行トルクしか計算していなかったが、2報目では反強磁性体に二種類のオーダーパラメター(ネール成分と一様成分)が存在することに着目し、それぞれに対応するスピン移行トルク(v_nとv_l)があることを示した。そして、反強磁性マグノンのドップラーシフトは(v_n+v_l)/2で与えられることがわかった。また、伝導電子については最近接ホッピング(t)のほかに次近接ホッピング(t’)まで含めて計算した。伝導電子のホッピングtがt’よりも大きいときは反強磁性的なトランスポート、t’がtより大きいときは強磁性的なトランスポートを表す。反強磁性的なトランスポート領域ではv_nとv_lは逆符号で与えられ、ドップラーシフトは伝導電子の化学ポテンシャルによって符号を変える。対して強磁性的トランスポート領域では両スピン移行トルクが強磁性体におけるスピン移行トルクの表式と一致することが分かった。

現在までの達成度 (段落)

令和3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

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2021

すべて 雑誌論文 (2件) 学会発表 (1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Microscopic calculation of spin torques in textured antiferromagnets2021

    • 著者名/発表者名
      Nakane Jotaro J.、Kohno Hiroshi
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 103 ページ: 180405

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.103.L180405

  • [雑誌論文] Current-Induced Spin-Wave Doppler Shift in Antiferromagnets2021

    • 著者名/発表者名
      Nakane Jotaro J.、Kohno Hiroshi
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 90 ページ: 103705~103705

    • DOI

      10.7566/JPSJ.90.103705

  • [学会発表] Current-induced spin-wave Doppler shift in antiferromagnets2021

    • 著者名/発表者名
      Jotaro Nakane and Hiroshi Kohno
    • 学会等名
      The Physical Society of Japan 2021 Autum Meeting
  • [図書] Nanomagnetic Materials2021

    • 著者名/発表者名
      Akinobu Yamaguchi, Atsufumi Hirohata, Bethanie Stadler
    • 総ページ数
      812
    • 出版者
      Elsevier
    • ISBN
      9780128223543

URL: 

公開日: 2022-12-28  

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