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2020 年度 研究成果報告書

絶縁体中スピン流伝導の開拓

研究課題

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研究課題/領域番号 19K22131
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分29:応用物理物性およびその関連分野
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

安藤 和也  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (30579610)

研究期間 (年度) 2019-06-28 – 2021-03-31
キーワードマグノン
研究成果の概要

マグノンにより担われる磁性絶縁体中スピン伝導の理解に向けた重要な課題の一つとして、反強磁性絶縁体へのスピン流注入と反強磁性絶縁体中のスピン伝導の波数ベクトル・エネルギー依存性の解明がある。本研究では、非線形スピントロニクス現象を用いることで、磁性絶縁体/反強磁性絶縁体接合における界面スピン交換と反強磁性体中スピン伝導を精密に測定し、高波数モードのマグノンが反強磁性絶縁体への効果的なスピン注入を実現することを明らかにした。これは、界面交換バイアスの効果が反強磁性絶縁体へのスピン流注入に大きな影響を与えることを示している。

自由記述の分野

スピントロニクス

研究成果の学術的意義や社会的意義

電荷の流れである電流が金属及び半導体中のみ伝導するのに対し、スピン角運動量の流れであるスピン流は、金属・半導体だけでなく、スピン系の素励起、マグノンによって絶縁体中さえ伝導する。しかし、磁性絶縁体の一般的基底状態である反強磁性状態におけるマグノンスピン流伝導の微視的機構は明らかでなかった。今回の研究により、反強磁性絶縁体へのスピン流注入を実現する最も典型的な構造である、強磁性/反強磁性絶縁体ヘテロ構造におけるスピン注入及びスピン伝導のマグノン波数依存性が初めて明らかになった。これは、反強磁性体絶縁体ベースのスピントロニクスにおける重要な知見である。

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公開日: 2022-01-27  

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