| 研究課題/領域番号 |
19K03744
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
河野 浩 名古屋大学, 理学研究科, 教授 (10234709)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | トポロジカルホール効果 / スピンゲージ場 / 非断熱効果 / 反強磁性体 / 傾角反強磁性体 / 創発磁場 / マグノンドラッグ効果 |
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| 研究実績の概要 |
マンガン酸化物の薄膜で観測されている、磁化構造に起因する巨大なホール効果を説明するために、傾角反強磁性体の磁化が空間変化してカイラルな構造を持つ場合のトポロジカル・ホール効果を計算した。磁化のネール成分の空間変化はスピンゲージ場により、一様成分は摂動的に扱い、ホール伝導度の解析的な表式を導出した。一体近似の範囲であるが、反強磁性が発達している（反強磁性によるギャップが大きい）場合には、ホール抵抗が電子の有効質量の２乗に比例して増大することを見出した。これは、強磁性体の場合には有効質量の１乗に比例していたことと対照的で、実験結果をより自然に説明できる可能性に近づいたことに相当する。また、得られた結果より、反強磁性体における創発磁場および創発ベクトルポテンシャルの表式を見出した。これは、以前、反強磁性体の磁化ダイナミクスで誘起される電流を調べた際に見出した創発電場と合わせて、反強磁性体の創発電磁気現象の基礎となると思われる。さらに、傾角反強磁性体のトポロジカル・ホール効果を生じさせる磁化構造（スカーミオン、磁壁）を具体的に構成した。
また、強磁性体の熱電効果におけるマグノンドラッグ効果を調べ、その大きさが磁化と伝導電子のs-d交換相互作用の符号に依存することを見出した。具体的には、伝導電子が負のスピン分極をもつ場合には、正の場合に比べて増大することを見出した。これは、スピン角運動量の移行によるドラッグ効果と、運動量のドラッグ効果の相対的な符号がs-d交換相互作用に依存することによる。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
傾角反強磁性体のトポロジカル・ホール効果について、深く掘り下げて調べることができた。論文にまとめて、翌年度５月に掲載された。また、マグノン・ドラッグ効果に関しては、磁化構造のもとでのドラッグ効果という新しい設定での解析に着手した。
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| 今後の研究の推進方策 |
反強磁性体の研究過程で、反強磁性金属における電流誘起スピントルクが増大する可能性が出てきた。反強磁性体磁化の電流制御は、最近の重要課題であるので、優先的に取り組む予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
計算機を購入しなかったため。来年度以降の予算に不安が生じたため、必要最小限の支出に抑えた。
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