2018 Fiscal Year Final Research Report

Magnetic spin conversion

Planned Research

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Project Area	nano spin conversion science
Project/Area Number	26103002
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
Allocation Type	Single-year Grants
Review Section	Science and Engineering
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	Otani Yoshichika 東京大学, 物性研究所, 教授 (60245610)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	新見康洋大阪大学, 理学研究科, 准教授 (00574617) Jansen Ronald 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 首席研究員 (40600250) 松倉文礼東北大学, 国際集積エレクトロニクス研究開発センター, 教授 (50261574) 木村崇九州大学, 理学研究院, 教授 (80360535) 小野輝男京都大学, 化学研究所, 教授 (90296749)
Research Collaborator	ONO Teruo
Project Period (FY)	2014-07-10 – 2019-03-31
Keywords	スピンホール効果 / スピントルク / スピン流 / エデルシュタイン効果 / スピン・電流変換
Outline of Final Research Achievements	In this research project, we studied following two subjects, 1) development of non-linear spin charge currents conversion and 2) exploration of novel interfacial spin-charge currents conversion. As a result, we discovered strong suppression of the spin Hall effect in the spin grass state. We found a strong enhancement of the spin Hall effect in superconductors and clarified the mechanism experimentally and theoretically. Apart from the above, we realized highly efficient spin-charge conversion via Edelstein effect occurring at the surface and interface states. More interestingly, Weyl type bulk symmetry was found to result in the charge-spin conversion where magnetization is induced by passing charge current. Furthermore we demonstrated experimentally as well as experimentally that the novel magnetic spin Hall effect could take place in Weyl antiferromagnets.
Free Research Field	物性物理学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	磁気的スピン変換で設定した研究成果は、磁気メモリー素子や論理素子等のスピントロニクス素子応用に密接に関係する基本的なスピン伝導物性の知見を与えるものである。具体的には、スピン軌道トルクを用いた磁化反転素子の低消費電力化を実現するための設計指針を提供するだけでなく、高効率なスピン・電流変換手法の確立は、今後発展が期待されるエネルギーハーベスティングの主要原理になることから、社会的な波及効果極めて大きいと考える。