研究課題
本研究はミリケルビンの温度領域におけるスピントロニクスとマイクロ波の実験手法を開拓することを目的とし、磁性体サンプルを効果的に冷却する方法、ノイズ低減、低温マイクロ波実験の技術を発展させた。キャント反強磁性と強い電子スピン-核スピン結合を有する磁性絶縁体の核スピンゼーベック効果の測定のため、小さい印加電流で発熱を抑えつつ、環境ノイズに埋もれた信号をロックイン測定するノウハウを蓄積した。これら低温測定技術は、核スピンゼーベック効果の初観測、および白金のナノリングに対するアハラノフボーム振動とスピン軌道相互作用によると考えられる量子振動のシフトの観測に繋がった。極低温環境下の微小信号を積算して捉えるために、実験を長期間継続できる希釈冷凍機運用環境も構築した。低温でのマイクロ波実験では、上記キャント反強磁性体の核スピンおよび電子スピンの磁気共鳴によるマイクロ波吸収を系統測定することにより、それぞれの磁場分散を可視化することに成功した。本測定系は原理的にはあらゆる磁性体試料の分散を測定することに使用でき、特にマイクロ波が深くまで侵入できるバルク磁性絶縁体で効果を発揮する。ジュール発熱を抑えた広帯域コプレーナウェーブガイドの有限要素シミュレーションに基づいた設計、マイクロ波ロス解析、マイクロ波ヘテロダイン測定、マイクロ波パルス測定、低温用磁性体微細加工素子の作製など、種々の実験方法も実用段階に至った。
すべて 2022 2021
すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件)
Nature Communications
巻: 12 ページ: 4356
10.1038/s41467-021-24623-6
Physical Review B
巻: 104 ページ: L100419
10.1103/PhysRevB.104.L100419
