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2015 年度 実績報告書

遷移金属合金および磁性多層膜の磁気緩和定数の第一原理計算

研究課題

研究課題/領域番号 25420686
研究機関東北大学

研究代表者

佐久間 昭正  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30361124)

研究分担者 三浦 大介  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (90708455)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードギルバート緩和 / 遷移金属 / 第一原理計算 / スピン動力学 / スピン軌道相互作用
研究実績の概要

我々はこれまで、強結合-線形マフィンティン軌道(TB-LMTO)法と呼ばれる電子状態の第一原理計算手法にコヒーレントポテンシャル近似(CPA)を組み合わせ、更にこれを久保公式に組み込むことで、遷移金属合金の電気伝導度(σxx、σxy)の第一原理計算を行ってきた。平成25年以降は、久保公式を用いたトルク相関関数の計算から不規則合金のギルバート緩和定数αの評価を行い、電子状態とαの関係を明らかにした。また平成26年度は、トルク相関法(K-G理論)によるαと、前述のScattering理論などに基づく表式が同一の結果を与えることを理論的かつ定量的に示した。
これらの研究は磁化の一斉回転を仮定した計算であるが、実際のデバイスで用いられる磁性多層膜やナノ磁性体では,磁化構造の空間依存性によって各磁化の回転位相がずれて不均一に運動していると予想される.そこで、平成27年度は、強磁性金属のスピンダイナミクスに対し不均一スピンダイナミクスまで考慮して磁化運動に関する統一的理解を得ることを目指した。計算の結果,時間微分を含むトルク項は従来のGilbert型緩和項と歪曲項に分類できることがわかった.歪曲項はスピン軌道相互作用と不均一スピンダイナミクスが両方考慮されている系でのみ発生し,本研究によって初めて見出されたトルク項である.緩和項と歪曲項の波数依存性は,ともにスピン励起(電子正孔対生成)に伴うネスティング効果を反映しており,各トルクの大きさは電子バンドと正孔バンドのFermi球が接するときに発散することが示された.

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] First-principles study of the Gilbert damping constants of Heusler alloys based on the torque correlation model2015

    • 著者名/発表者名
      Akimasa Sakuma
    • 雑誌名

      Journal of Physics D

      巻: 48 ページ: 164011-1,-7

    • DOI

      10.1088/0022-3727/16/164011

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Spin-wave-induced spin torque in Rashba ferromagnets2015

    • 著者名/発表者名
      Nobuyuki Umetsu, Daisuke Miura, and Akimasa Sakuma
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 91 ページ: 174440-1,-6

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.91.174440

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] FePt,FePd不規則合金における異常ホール伝導度の第一原理計算2016

    • 著者名/発表者名
      兵頭一茂、小田洋平、佐久間昭正
    • 学会等名
      日本物理学会71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大、仙台市
    • 年月日
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [学会発表] 第一原理計算を用いたFePt,FePd合金の異常ホール伝導度の規則度依存性2015

    • 著者名/発表者名
      兵頭一茂、小田洋平、佐久間昭正
    • 学会等名
      第39回日本磁気学会学術講演会
    • 発表場所
      名古屋大、名古屋市
    • 年月日
      2015-09-08 – 2015-09-11
  • [学会発表] Anomalous Hall effect originated from the different electron lifetime about magnetic quantum number in disordered Fe50Co502015

    • 著者名/発表者名
      K. Hyodo and A. Sakuma
    • 学会等名
      20th International Conference on Magnetism
    • 発表場所
      Barcelona, Spain
    • 年月日
      2015-07-05 – 2015-07-10
    • 国際学会
  • [図書] 磁気便覧(第1.7章「磁気伝導現象の基礎」)2016

    • 著者名/発表者名
      佐久間 昭正
    • 総ページ数
      904(30)
    • 出版者
      丸善

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公開日: 2017-01-06  

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