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2023 年度 実績報告書

強磁性ワイル半金属のトポロジカルおよび量子効果の開拓とスピントロニクス素子応用

研究課題

研究課題/領域番号 22KF0035
配分区分基金
研究機関東北大学

研究代表者

HAN JIAHAO  東北大学, 材料科学高等研究所, 助教 (90990135)

研究期間 (年度) 2023-03-08 – 2024-03-31
キーワードMagnetic Weyl semimetal / Chiral-spin structure / Handedness anomaly / Geometric structure
研究実績の概要

Magnetic Weyl semimetals (MWSMs) possess rich interactions between magnetic and electronic structures with non-trivial topology. In a MWSM Mn3Sn with a chiral-spin structure, we demonstrated a characteristic chiral-spin dynamics driven by electric current - the magnetic order parameter, so-called octupole moment, rotates oppositely to the conventional dipole moments. We term this effect as "handedness anomaly", which provides guideline for the coherent control of chiral-spin structures. We also achieved magnetic manipulation of the geometric structure (in other words, "shape") of the electronic states in Mn3Sn-based heterostructures.It sets up a paradigm to design novel electronic devices based on the quantum-mechanical states in MWSMs.

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 4件、 招待講演 4件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] Massachusetts Institute of Technology/University of California, Riverside(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Massachusetts Institute of Technology/University of California, Riverside
  • [雑誌論文] Room-temperature flexible manipulation of the quantum-metric structure in a topological chiral antiferromagnet2024

    • 著者名/発表者名
      Han Jiahao、Uchimura Tomohiro、Araki Yasufumi、Yoon Ju-Young、Takeuchi Yutaro、Yamane Yuta、Kanai Shun、Ieda Jun’ichi、Ohno Hideo、Fukami Shunsuke
    • 雑誌名

      Nature Physics

      巻: NA ページ: NA

    • DOI

      10.1038/s41567-024-02476-2

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Handedness anomaly in a non-collinear antiferromagnet under spin?orbit torque2023

    • 著者名/発表者名
      Yoon Ju-Young、Zhang Pengxiang、Chou Chung-Tao、Takeuchi Yutaro、Uchimura Tomohiro、Hou Justin T.、Han Jiahao、Kanai Shun、Ohno Hideo、Fukami Shunsuke、Liu Luqiao
    • 雑誌名

      Nature Materials

      巻: 22 ページ: 1106~1113

    • DOI

      10.1038/s41563-023-01620-2

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Coherent antiferromagnetic spintronics2023

    • 著者名/発表者名
      Han Jiahao、Cheng Ran、Liu Luqiao、Ohno Hideo、Fukami Shunsuke
    • 雑誌名

      Nature Materials

      巻: 22 ページ: 684~695

    • DOI

      10.1038/s41563-023-01492-6

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Coherent antiferromagnetic spintronics: new opportunities for controlling spin and electronic states of antiferromagnets2024

    • 著者名/発表者名
      Jiahao Han
    • 学会等名
      9th International Conference on Superconductivity and Magnetism
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Coherent antiferromagnetic spintronics: new opportunities for controlling the magnetic states of antiferromagnets2024

    • 著者名/発表者名
      Jiahao Han
    • 学会等名
      GP-Spin/AIMR Mini Workshop on (Quantum) Magnonics
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Coherent Antiferromagnetic Spintronics2023

    • 著者名/発表者名
      Jiahao Han
    • 学会等名
      68th Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Handedness anomaly in a non-collinear antiferromagnet under spin-orbit torque2023

    • 著者名/発表者名
      Jiahao Han
    • 学会等名
      5th International Workshop on Spintronics Memory and Logic
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 未利用磁石材料の電気的制御で新発見 ~磁気八極子と磁気双極子は電流応答に決定的な差異~

    • URL

      https://www.tohoku.ac.jp/japanese/2023/08/press20230804-02-spin.html

  • [備考] A new chapter in AFM spintronics is unfolding

    • URL

      https://www.tohoku.ac.jp/en/press/a_new_chapter_in_antiferromagnetic_spintronics_is_unfolding.html

  • [備考] 磁石に潜む「電子の宇宙」の室温制御に成功 ~新規量子スピンデバイス実現に繋がる基礎原理に迫る~

    • URL

      International Conference on Superconductivity and Magnetism

URL: 

公開日: 2024-12-25  

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