スピンゼーベック効果と熱流-スピン相互利用の系統的研究

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21244058
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 齊藤 英治 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (80338251)
• 研究分担者: 藤川 安仁 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (70312642) ; 家田 淳一 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 先端基礎研究センター, 研究員 (20463797)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: スピンゼーベック効果 / スピントロニクス / スピン流 / 熱電効果

研究概要

実験・理論の両面から熱スピントロニクスに関する系統的な研究を行い、温度勾配によるスピン圧生成現象「スピンゼーベック効果」の微視的起源がスピンの非相反性と揺動によって駆動される熱的スピンポンプ効果であることを明らかにした。この新しいスピン流駆動原理を用いることで、絶縁体におけるスピンゼーベック効果や音波注入によるスピン流生成現象の観測に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Long-range spin Seebeck effect and acoustic spin pumping (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Uchida, H. Adachi, T. An, T. Ota, M. Toda, B. Hillebrands, S. Maekawa, and E. Saitoh
  • 雑誌名: Nature Materials 10 巻: 10 ページ: 737-741
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrically tunable spin injector free from the impedance mismatch problem (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Ando, S. Takahashi, J. Ieda, H. Kurebayashi, T. Trypiniotis, C. H. W. Barnes, S. Maekawa, E. Saitoh
  • 雑誌名: Nature Materials 巻: 10 ページ: 655-659
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin Seebeck insulator (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Uchida, J. Xiao, H. Adachi, J. Ohe, S. Takahashi, J. Ieda, T. Ota, Y. Kajiwara, H. Umezawa, H. Kawai, G. E. W. Bauer, S. Maekawa, and E. Saitoh
  • 雑誌名: Nature Materials 巻: 9 ページ: 894-897
  • 査読あり
• [学会発表] Spin current physics and application (2011)
  • 著者名/発表者名: E. Saitoh
  • 学会等名: The 7th International Conference on Advanced Materials and Devices
  • 発表場所: Jeju
  • 年月日: 2011-12-07
• [学会発表] Spin pumping and spin Seebeck effect (2011)
  • 著者名/発表者名: E. Saitoh
  • 学会等名: American Physical Society March Meeting 2012
  • 発表場所: Boston
  • 年月日: 2011-12-07
• [学会発表] Spin current coupled with charge and heat currents (2010)
  • 著者名/発表者名: E. Saitoh
  • 学会等名: The IEEE 7th International Symposium on Metallic Multilayers
  • 発表場所: Berkeley
  • 年月日: 2010-09-19
• [図書] 「スピンゼーベック効果と絶縁体を用いた熱電発電」in 熱電変換技術の基礎と応用-クリーンなエネルギー社会をめざして- (2011)
  • 著者名/発表者名: 齊藤英治、内田健一
  • 総ページ数: 13-23
  • 出版者: シーエムシー出版
• [備考]
  • URL: http://saitoh.imr.tohoku.ac.jp/
• [産業財産権] 音波-スピン流変換素子 (2011)
  • 発明者名: 齊藤英治、内田健一
  • 権利者名: 学校法人慶應義塾
  • 産業財産権番号: 特願、2011-052393
  • 出願年月日: 2011-03-10
• [産業財産権] 位置検出装置 (2011)
  • 発明者名: 桐原明宏、石田真彦、中村泰信、内田健一、齊藤英治
  • 権利者名: 東北大学・日本電気株式会社
  • 産業財産権番号: 特願、2011-173785
  • 出願年月日: 2011-08-09
• [産業財産権] 熱電変換素子及び熱電変換装置 (2010)
  • 発明者名: 内田健一、齊藤英治
  • 権利者名: 学校法人慶應義塾
  • 産業財産権番号: 特願、2010-195508
  • 出願年月日: 2010-09-01