2023 年度研究成果報告書

核スピン角運動量を用いたスピントロニクスの革新的研究

研究課題

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研究課題/領域番号	21H01800
研究種目	基盤研究(B)
配分区分	補助金
応募区分	一般
審査区分	小区分29010:応用物性関連
研究機関	国立研究開発法人日本原子力研究開発機構
研究代表者	中堂博之国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門原子力科学研究所先端基礎研究センター, 研究主幹 (30455282)
研究分担者	熊田高之国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門原子力科学研究所物質科学研究センター, 研究主幹 (00343939) 今井正樹国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門原子力科学研究所先端基礎研究センター, 研究職 (10796329) 矢野雅大国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門原子力科学研究所先端基礎研究センター, 研究職 (30783790) 松尾衛国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門原子力科学研究所先端基礎研究センター, 客員研究員 (80581090) 立石健一郎国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 研究員 (80709220)
研究期間 (年度)	2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード	ベリー位相 / バーネット効果 / 磁気共鳴
研究成果の概要	回転する核四極共鳴（NQR）法を用いて、バーネット場、回転ドップラー効果、およびベリー位相の観測を報告する。信号検出器の回転、試料の回転、および信号検出器と試料の同時回転を含むセットアップでの回転の効果を系統的に研究するためのコイルスピン技術を開発した。これらのセットアップをNQR測定に適用すると、スペクトル構造が明確に異なる共鳴線の分裂が観測できた。これらの構造を解析することで、共鳴線の分裂の起源を明らかにし、回転の自由度（相対回転や試料自体の回転）と観測座標系の関係を考察する。
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	本研究によって、学術界で論争となっていた、回転座標系においてスピンには慣性場に相当するバーネット磁場という有効磁場が生じることが証明された。本成果はスピンメカトロニクスの基礎となる原理を示したものであり、非慣性系の物性物理の基礎学理の根本となるものである。