| 研究課題/領域番号 |
24740247
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| 研究機関 | 独立行政法人日本原子力研究開発機構 |
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研究代表者 |
家田 淳一 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 先端基礎研究センター, 副主任研究員 (20463797)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | スピン流 / スピン起電力 / 磁化ダイナミクス / 磁気バブル / 磁場勾配 / 液体金属 / 国際情報交換 / ドイツ |
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| 研究実績の概要 |
１ スピン起電力の出力増大と応用を目的とした磁気バブル格子の理論・数値解析を行い、磁場勾配から電圧生成が可能であることをはじめて示すとともに、出力電圧が磁気バブルの配列数に比例して増大することを明らかにした(Scientific Reports)。本研究はドイツマインツ大学との国際共同研究成果であり、3月に開催された第70回日本物理学会年次大会においても口頭発表した。
２ ラシュバ型スピン軌道相互作用による界面磁気異方性の理論を発展させるとともに、学会及び研究会（日本物理学会、及び応用電子物性分科会研究会）において招待講演を行った。
３ 日立製作所と共同で出願していた特許2件（磁気メモリ、スピン流制御装置）が登録された。
４ 力学的スピン流生成の理論に関して、東北大学で行われた国際研究会Spin Mechanics 2において招待講演を行った。また、液体金属の流れからのスピン流生成の手法として、スピン回転結合に基づく微視的理論構築を行った。この成果は、実験グループとの共著論文として論文投稿し現在査読中である。
５ 力学回転運動によるバーネット磁場の核磁気共鳴法を用いた観測結果に関して、理論的な考察を行い実験グループとの共著論文として成果発表を行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本年度の研究計画に掲げた、「複合磁気構造の集団運動によるスピン起電力の出力増大」という中心課題に対し、磁場勾配による磁気バブル格子の運動を解析することで、実際に出力電圧が磁気バブルの配列数に比例して増大することを示し論文・学会で発表を行った。本成果は、スピンを用いたエネルギー変換技術の新しい可能性を切り開くものとして、理論・実験の両面で今後の発展が期待される。また、実験グループとの連携に関しても、ドイツマインツ大学で行われている回転磁場による強磁性ナノリング中の磁壁運動とそれに伴うスピン起電力の理論解析を担当している。
もう一つの中心課題である、力学運動からのスピン流生成に関しては、特に所属研究機関の実験グループで行われた「液体金属の流体運動からのスピン流生成実験」の微視的理論構築に成功した。本成果は、スピン流物性の舞台を従来の固体から流体に拡張する画期的な試みであり、流体スピントロニクスという新分野を切り開く可能性を秘めている。
以上のことから、本研究は極めて順調に進展していると判定した。
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| 今後の研究の推進方策 |
最終年度として、磁化運動および力学運動を用いたスピン流制御の理論の統一的な視点を得ることを主眼に置く。また、関連する実験グループとの共同研究を加速し、成果発表につなげる。
磁化運動に関しては、引き続き磁気バブル格子のスピン起電力に注目して理論及び数値計算法を発展させる。特に、国内実験グループで計画されているスピン起電力実験を想定し、具体的な対象物質として垂直磁化膜強磁性体であるTbFeCo薄膜に焦点を当てる。この際に、スピン軌道相互作用の影響や、フェリ磁性体としての性質などへの理論拡張を試みる。また本件に関しては、ドイツマインツ大学J. Sinova教授の研究室への長期滞在を行い連携を深める。同教授の研究室には多くのスピン流研究者が滞在中または滞在予定であり、その国際研究ネットワークも本研究計画達成に大きく寄与するものである。
力学運動とスピン流の相互作用に関しても、連携を深めてきた実験グループとの複数の共同研究テーマが着実に実りつつある。これらを成果発表の段階まで完了させるとともに、理論的な見地から新しい研究の方向性を打ち出す。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
H26年度はおおむね研究計画通りの支出であった。繰越金は、H25年度海外出張の取りやめによりに生じた旅費相当分である。
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| 次年度使用額の使用計画 |
ドイツマインツ大学への長期出張滞在費として使用する。
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