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2015 年度 実施状況報告書

ディラック-ワイル電子系の磁性と伝導

研究課題

研究課題/領域番号 26400308
研究機関東北大学

研究代表者

野村 健太郎  東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (00455776)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードトポロジカル物質 / ワイル半金属 / スピントロニクス
研究実績の概要

磁性ワイル半金属などの異常ホール効果を示す強磁性物質では電子の電荷密度と局在スピンの磁化が非自明に関係している。
この電荷磁化結合を記述する有効理論として結合自由エネルギーを導出した。さらにこの自由エネルギーに基づき電子が局在スピン磁化に与える全く新しいタイプのトルク項を存在を明らかにした。これによると強磁性体のスピン磁化をゲート電圧をかけることで制御できることを明らかにした。

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

初年度の目標は磁性ワイル半金属に特有な電磁応答の基礎理論の構築とそれによる新規電磁現象の探索であった。この二つの課題は目的通り達成しPhysical Review Letterに掲載された。

今後の研究の推進方策

今後はワイル半金属における局在スピン磁化のダイナミクスをランダウ・リフシッツ・ギルバート方程式に基づき解析する。
ワイル半金属と通常金属で絶縁体を挟んだ3層系におけるスピン磁化の電気的制御およびスピン流の電気的発生の可能性を検証する。

次年度使用額が生じた理由

該当年度は研究成果を国際会議で発表する予定だったが論文の計算が予定より遅れたため、成果発表を次年度に持ち越すことにした。

次年度使用額の使用計画

次年度に研究成果を国内外の学会で発表する。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 4件、 招待講演 6件)

  • [雑誌論文] Chiral Magnetic Effect and Anomalous Hall Effect in Antiferromagnetic Insulators with Spin-Orbit Coupling2016

    • 著者名/発表者名
      A. Sekine, K. Nomura
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett.

      巻: 116 ページ: 096401 - 1-5

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevLett.116.096401

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Spin textures and spin-wave excitations in doped Dirac-Weyl semimetals2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Araki, K. Nomura
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 93 ページ: 094438 - 1-12

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevB.93.094438

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Charge-Induced Spin Torque in Anomalous Hall Ferromagnets2015

    • 著者名/発表者名
      K. Nomura, D. Kurebayashi
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett.

      巻: 115 ページ: 127201 - 1-5

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevLett.115.127201

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Weyl semimetal with strong long-range Coulomb interactions2015

    • 著者名/発表者名
      A. Sekine, K. Nomura
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 603 ページ: 012017 - 1-7

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1088/1742-6596/603/1/012017

    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Quantum thermal Hall effect of Majorana fermions on the surface of superconducting topological insulators2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Shimizu, A. Yamakage, K. Nomura
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 91 ページ: 195139 - 1-8

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevB.91.195139

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Recent development in Weyl semimetals2016

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Nomura
    • 学会等名
      Topological Science Kick-Off Symposium
    • 発表場所
      Keio University
    • 年月日
      2016-03-14 – 2016-03-14
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ワイル半金属におけるカイラル量子異常と電荷磁化結合2015

    • 著者名/発表者名
      野村健太郎
    • 学会等名
      第9回物性科学領域横断研究会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2015-11-13 – 2015-11-13
    • 招待講演
  • [学会発表] Chiral anomaly and coupled charge-magnetization excitations in a Weyl semimetal2015

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Nomura
    • 学会等名
      International workshop: Mathematical Approach to Topological Phases in Spintronics
    • 発表場所
      Tohoku University
    • 年月日
      2015-10-08 – 2015-10-08
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ディラック電子系のスピン物性2015

    • 著者名/発表者名
      野村健太郎
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      関西大学
    • 年月日
      2015-09-18 – 2015-09-18
    • 招待講演
  • [学会発表] Spintronics in topological materials2015

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Nomura
    • 学会等名
      Novel Quantum Materials and Systems
    • 発表場所
      Lorentz Center, the Netherlands
    • 年月日
      2015-09-09 – 2015-09-09
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Coupled charge and magnetization in a Weyl semimetal2015

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Nomura
    • 学会等名
      New Perspectives in Spintronic and Mesoscopic Physics
    • 発表場所
      Kashiwa
    • 年月日
      2015-06-12 – 2015-06-12
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2017-01-06  

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