2018 Fiscal Year Annual Research Report
Functional design of spin conversions
| Project Area | nano spin conversion science |
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| Project/Area Number |
26103006
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
村上 修一 東京工業大学, 理学院, 教授 (30282685)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
多々良 源 国立研究開発法人理化学研究所, 創発物性科学研究センター, チームリーダー (10271529)
Bauer Gerrit 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (10620213)
前川 禎通 国立研究開発法人理化学研究所, 創発物性科学研究センター, 上級研究員 (60005973)
永長 直人 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (60164406)
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| Project Period (FY) |
2014-07-10 – 2019-03-31
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| Keywords | スピンエレクトロニクス / 物性理論 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
村上は、フォノン角運動量の基礎物性を明らかにし、電子スピンとの結合の理論を構築した。まずカイラル結晶などでは熱流によりフォノン分布が非平衡となりフォノン角運動量を誘起することを見出した。またフォノン角運動量により、電子の運動も動的駆動され磁化が誘起されることを、断熱近似の手法で示した。
前川は反強磁性絶縁体中のスピン流透過現象の線形応答理論を提示した。スピン流透過と見なされている現象をスピン蓄積の伝搬として記述する定式化を行った。スピン流伝導度は強磁性帯磁率で与えられ、これをマグノン表示により計算し、実験事実を説明できた。この理論はスピン流の定義の不確定性の問題を回避できる利点を持つ。
バウアーはYIGのマグノンの光学分枝と音響分枝とで逆向きの極性を観測した実験結果を説明する理論を構築し、また量子的ノイズの効果を加えてYIGのスピン動力学の計算を行った。さらにYIGでのマグノンの一方通行輸送の実験結果を、漏れ磁場の双極子的効果によるカイラリティを用いて解釈した。また希土類スピントロニクスにおいて、界面での4f電子の局在モーメントの外場による磁気異方性制御を示した。
永長は反転対称性の破れた超伝導体でスピン軌道相互作用が自由エネルギーの展開に与える影響を調べ、揺らぎによる非線形カレントの表式を得て非相反電気抵抗の一般論を構築した。特にKT転移点で非相反性の発散を予言した。また、パルス励起による光電流の空間・時間依存性をKeldysh法で数値的に調べ、特異な拡散過程を見出した。
多々良は渦が持つ角運動量と電子スピンとの結合に注目した。表面弾性波の渦、および電気伝導度に空間変調を持つ傾斜材料での電流の渦と伝導電子スピンとの結合によるスピン流生成を理論予言し、実験で検証した。白金などの重金属を用いる従来手法と異なり、渦によるスピン流生成には銅などのありふれた金属が利用でき有用である。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Record thermopower found in an IrMn-based spintronic stack2020
Author(s)
Tu S.、Ziman T.、Yu G.、Wan C.、Hu J.、Wu H.、Wang H.、Liu M.、Liu C.、Guo C.、Zhang J.、Cabero Z. Marco A.、Zhang Y.、Gao P.、Liu S.、Yu D.、Han X.、Hallsteinsen I.、Gilbert Dustin A.、Woelfle P.、Wang Kang L.、Ansermet Jean-Philippe、Maekawa S.、Yu H.
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 11
Pages: 2023
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Dirac surface state-modulated spin dynamics in a ferrimagnetic insulator at room temperature.2018
Author(s)
C. Tang, Q. Song, Cui-Zu Chang, Y. Xu, Y. Ohnuma, M. Matsuo, Y. Liu, W. Yuan, Y. Yao, J. S. Moodera, S. Maekawa, W. Han and J. Shi
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Journal Title
Science Advances
Volume: 4
Pages: eaas8660
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Current-induced dynamics of skyrmion strings2018
Author(s)
Yokouchi Tomoyuki、Hoshino Shintaro、Kanazawa Naoya、Kikkawa Akiko、Morikawa Daisuke、Shibata Kiyou、Arima Taka-hisa、Taguchi Yasujiro、Kagawa Fumitaka、Nagaosa Naoto、Tokura Yoshinori
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Journal Title
Science Advances
Volume: 4
Pages: eaat1115
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] Spin Pumping at Interfaces2019
Author(s)
BAUER GERRIT
Organizer
International Workshop on Ultrafast opto-magneto-electronics for non-dissipative information technology, Les Houches, France
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] YIG ?THE Magnet2019
Author(s)
BAUER GERRIT
Organizer
NanoFront Winter Retreat 2019 of Delft-Leiden Casimir Research School, Courchevel, France
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Spin Cavitronics2019
Author(s)
BAUER GERRIT
Organizer
GRC Spin Transport and Dynamics in New Geometries, Materials and Nanostructures, Les Diablerets, France
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Who’s Afraid of YIG?2018
Author(s)
BAUER GERRIT
Organizer
8th International Conference on “Nanomaterials: Applications and Properties" (NAP-2018) , Zatoka, Ukrane
Int'l Joint Research / Invited
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