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本年度は、強磁性絶縁体と非磁性金属を接合した二層膜における磁気抵抗効果の研究を行った。非磁性金属膜に電流を流すと、スピンホール効果により金属膜にスピン流とスピン蓄積が生じ、このスピン蓄積が強磁性絶縁体膜に吸収されることにより、非磁性金属膜から強磁性絶縁体膜へスピンが流入する。強磁性絶縁体膜の磁化の向きを変えると、非磁性金属膜から強磁性絶縁体膜に流入するスピン流の大きさが変化するため、非磁性金属膜内のスピン流分布が変調を受ける。このスピン流分布の変調は、逆スピンホール効果により、印加した電流の大きさを変調する。この現象は、強磁性絶縁体膜の磁化と非磁性金属膜の蓄積スピンの相対的方向に依存する新しい磁気抵抗効果であり、スピンホール磁気抵抗効果と呼ぶことを提案した。この効果は、従来の強磁性金属膜で観測される印加電流と磁化の相対的向きに依存する異方的磁気抵抗効果とは本質的に異なる現象である。散乱理論に基づいたスピントルク型の界面スピン流を用いてスピンホール磁気抵抗効果の定式化を行い、スピンホール磁気抵抗の磁化方向依存性を調べた。特に、面内および面外に磁化を回転した場合、スピンホール磁気抵抗効果を特徴づける磁場方向依存性が見出された。イットリウム鉄ガーネット(YIG)と白金(Pt)を用いた二層膜における磁気抵抗効果の実験結果を解析することにより、磁化方向に依存した界面スピンコンダクタンスやスピン蓄積の大きさ、白金のスピンホール角を評価する手法を確立するめどが立った。
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