超伝導を用いたスピン流の制御と検出

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24740217
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 新見 康洋 東京大学, 物性研究所, 助教 (00574617)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: スピントロニクス / スピン流 / スピンホール効果 / 弱反局在 / メソスコピック系 / 強磁性体 / 超伝導体

研究概要

スピンホール効果は、電流からスピン流もしくはその逆変換を可能にする手段としてスピントロニクス研究で幅広く利用されており、この変換効率を表すスピンホール角を増強することは重要な課題の一つである。本研究では、スピン軌道相互作用の弱い銅にビスマスを添加した合金のスピンホール角をスピン吸収法で算出したところ、白金のそれよりも１桁大きくなることが分かった。またスピン拡散長を算出する新たな手法として弱反局在効果に着目し、実際にスピン吸収法で得られる値と定量的に一致することを示した。さらに超伝導体ニオブを用いたスピン輸送測定も行い、超伝導転移温度以下でスピン緩和時間が長くなることを実験的に明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Thickness dependence of spin torque ferromagnetic resonance in Co_75Fe_<25>/Pt bilayer films (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Ganguly, K. Kondou, H. Sukegawa, S. Mitani, S. Kasai, Y. Niimi, Y. Otani, and A. Barman
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 104 ページ: 072405-1-5
  • DOI: 10.1063/1.4865425
  • 査読あり
• [雑誌論文] Detection of a symmetric circular gyration of the vortex core via the second-order harmonic magnetoresistance oscillation (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Sugimoto, N. Hasegawa, Y. Niimi, Y. Fukuma, S. Kasai, and Y. Otani
  • 雑誌名: Applied Physics Express 巻: 7 ページ: 023006-1-4
  • DOI: 10.7567/APEX.7.023006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Extrinsic spin Hall effects measured with lateral spin valve structures (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Niimi, H. Suzuki, Y. Kawanishi, Y. Omori, T. Valet, A. Fert, and Y. Otani
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 89 ページ: 054401-1-5
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.89.054401
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin injection into a superconductor with strong spin-orbit coupling (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Wakamura, N. Hasegawa, K. Ohnishi, Y. Niimi, and Y. Otani
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 112 ページ: 036602-1-5
  • DOI: 10.1103/PhysRevLett.112.036602
  • 査読あり
• [雑誌論文] 5d iridium oxide as a material for spin-current detection (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Fujiwara, Y. Fukuma, J. Matsuno, H. Idzuchi, Y.Niimi, Y. Otani, and H. Takagi
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 4 ページ: 2893-1-6
  • DOI: 10.1038/ncomms3893
  • 査読あり
• [雑誌論文] Experimental Verification of Comparability between Spin-Orbit and Spin-Diffusion Lengths (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Niimi, D. H. Wei, H. Idzuchi, T. Wakamura, T. Kato, and Y. Otani
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 110 ページ: 016805-1-5
  • DOI: 10.1103/PhysRevLett.110.016805
  • 査読あり
• [雑誌論文] Perfect alloys for spin Hall current-induced magnetization switching (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Gradhand, D. V. Fedorov, P. Zahn, I. Mertig, Y. Otani, Y. Niimi, L. Vila, and A. Fert
  • 雑誌名: SPIN 巻: 2 ページ: 1250010-1-8
  • DOI: 10.1142/S2010324712500105
  • 査読あり
• [雑誌論文] The spin Hall effect as a probe of nonlinear spin fluctuations (2012)
  • 著者名/発表者名: D. H. Wei, Y. Niimi, B. Gu, T. Ziman, S. Maekawa, and Y. Otani
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 3 ページ: 1058-1-5
  • DOI: 10.1038/ncomms2063
  • 査読あり
• [雑誌論文] Giant Spin Hall Effect Induced by Skew Scattering from Bismuth Impurities inside Thin Film CuBi Alloys (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Niimi, Y. Kawanishi, D. H. Wei, C. Deranlot, H. X. Yang, M. Chshiev, T. Valet, A. Fert, and Y. Otani
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 109 ページ: 156602-1-5
  • DOI: 10.1103/PhysRevLett.109.156602
  • 査読あり
• [学会発表] 外因性スピンホール効果とスピン緩和機構の研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 新見康洋
  • 学会等名: 日本物理学会(第69回年次大会)
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2014-03-27
  • 招待講演
• [学会発表] 弱反局在で観るスピン拡散現象 (2014)
  • 著者名/発表者名: 新見康洋
  • 学会等名: 第61回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 青山学院大学
  • 年月日: 2014-03-18
  • 招待講演
• [学会発表] Giant spin Hall effect induced by skew scattering from large SO impurities in copper (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Niimi
  • 学会等名: International Japanese-French Workshop on Spintronics
  • 発表場所: Orsay, France
  • 年月日: 2013-11-28
  • 招待講演
• [学会発表] A Novel method to verify spin diffusion length (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Niimi
  • 学会等名: 58th Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials (MMM)
  • 発表場所: Denver, USA
  • 年月日: 2013-11-06
• [学会発表] 面内スピンバルブ構造を用いたスピンホール効果の測定と3次元解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 新見康洋
  • 学会等名: 日本物理学会(秋季大会)
  • 発表場所: 徳島大学
  • 年月日: 2013-09-26
• [学会発表] Giant spin Hall effect induced by skew scattering on large SO impurities in copper (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Niimi
  • 学会等名: SPIE NanoScience + Engineering
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 2013-08-28
  • 招待講演
• [学会発表] Detection of non-linear spin fluctuations via inverse spin Hall effect (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Niimi
  • 学会等名: The 8th International Symposium on Metallic Multilayers (MML2013)
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2013-05-22
• [学会発表] 逆スピンホール効果を用いた高次磁化率の測定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 新見康洋
  • 学会等名: 日本物理学会(第68回年次大会)
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2013-03-27
• [学会発表] Giant spin Hall effect induced by skew scattering on high SO impurities in copper (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Niimi
  • 学会等名: The 12th Joint MMM/Intermag Conference
  • 発表場所: Chicago, USA
  • 年月日: 2013-01-15
  • 招待講演
• [学会発表] Giant spin Hall effect induced by skew scattering on Bi impurities in Cu (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Niimi
  • 学会等名: International Conference of the Asian Union of Magnetics Societies (ICAUMS)
  • 発表場所: Nara, Japan
  • 年月日: 2012-10-05
• [学会発表] Giant spin Hall effect induced by skew scattering on bismuth impurities in copper (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Niimi
  • 学会等名: The 21st International Colloquium on Magnetic Films and Surfaces (ICMFS)
  • 発表場所: Shanghai, China
  • 年月日: 2012-09-24
  • 招待講演
• [学会発表] 弱局在効果を用いたスピン拡散長の決定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 新見康洋
  • 学会等名: 日本物理学会(秋季大会)
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 2012-09-20
• [備考]
  • URL: http://www.riken.jp/lab-www/nanomag/indexjpn.html