2008 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Creation and control of spin current |
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| Project/Area Number |
19048009
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
前川 禎通 Tohoku University, 金属材料研究所, 教授 (60005973)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森 道康 東北大学, 金属材料研究所, 講師 (30396519)
高橋 三郎 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (60171485)
家田 淳一 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (20463797)
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| Keywords | ゼーベック効果 / スピンゼーベック効果 / スピントロニクス / スビン起電力 / スピンホール効果 / 電磁誘導 / ファラディの法則 / トンネル素子 |
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| Research Abstract |
磁性体における伝導現象は、スピン流の概念の構築と微細加工技術を両輪として、近年急速に発展している研究分野である。また、磁気デバイス技術等のスピントロニクスへの応用では、スピン流を自在に制御することが非常に重要な課題であり、スピン流生成技術の開拓が急務となっている。当研究では、スピン流及びスピン起電力について、次の2つの成果を得た。
(1) 熱によりスピン流を駆動する新しい現象、スピンゼーベック効果、を開発した。
金属の両端に温度差を与えると電圧が生じる現象はゼーベック効果として良く知られている。同様に強磁性金属の両端に温度差を与えることによりスピン圧(スピン起電力)が生じることを見出した。このスピン起電力をスピンホール効果を利用することにより、電圧として取り出せることも示した。
(2) 磁界の中に電気回路を置いた時、磁界の時間的な変化により回路に電圧や電流が生じる。これはファラディの電磁誘導として良く知られている。我々はトンネルデバイス中に埋め込んだMnAsナノ磁石の磁化が静磁界中で反転する時に発生する磁気エネルギーが電気的エネルギーに変換され、トンネルデバイスに電圧が発生することを見出した。これは、ファラディの電磁誘導の法則に「スピン」効果を導入して拡張が必要であることを初めて示したものである。この「スピン起電力」により、極めて大きな磁気抵抗効果も得られることを明らかにした。
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