2019 Fiscal Year Annual Research Report
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15H05702
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Principal Investigator |
小野 輝男 京都大学, 化学研究所, 教授
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2015 – 2019
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| Keywords | スピントロニクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、スピン軌道相互作用を利用してスピントロニクスに軌道という新たな自由度を加えることで、「スピンオービトロニクス」という新しい学理を構築し、革新的デバイスイノベーションへ展開することである。具体的には、以下の研究項目を実施した。
(1)スピン軌道相互作用を利用した物質探索
(2)スピン軌道相互作用を利用した新規スピン操作手法の研究
今年度の主な成果は以下のようである。
(1)“Bulk Dzyaloshinskii-Moriya interaction in amorphous ferrimagnetic alloys”, Phys. Nature Materials 18, 685 (2019).
本論文は上記研究項目(1)に関するものであり、従来、反転対称性の破れた結晶のみで発現すると考えられていたジャロシンスキー守谷相互作用が一方向に組成分布を持つアモルファス金属でも生じることを見いだした。スキルミオンデバイス等で注目されるジャロシンスキー守谷相互作用を持つ物質の開発に新たな方向性を示した論文である。
(2)“Spin-transfer torques for domain wall motion in antiferromagnetically coupled ferrimagnets”, Nature Electronics 2, 389 (2019).
本論文は上記研究項目(2)に関するものである。フェリ磁性体中の磁壁と電流の相互作用を定量的に調べ、断熱スピントランスファー効果が角運動量補償点で符号を変える一方で、非断熱スピントランスファー効果は角運動量補償点で効果が最大となることを見いだした。フェリ磁性体は角運動量補償温度で反強磁性スピンダイナミクスを持つことが明らかとなっており、本研究は、非断熱スピントランスファー効果によって反強磁性体中の磁壁を効率的に操作できることを示唆している。
(3)“Enhanced antiferromagnetic resonance linewidth in NiO/Pt and NiO/Pd”, Phys. Rev. B 101, 060402(R) (2020).
本論文は上記研究項目(2)に関するものである。反強磁性体を利用することで超高速な磁気デバイスが開発されること期待されている。特に、スピン流による反強磁性体のスピン制御が効率的デバイス開発には必須である。本研究では、反強磁性体においてもPt等の貴金属によるスピン緩和が需要であることが明らかとなった。
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Research Products
(146 results)
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[Journal Article] Low Magnetic Damping of Ferrimagnetic GdFeCo Alloys2019
Author(s)
Duck-Ho Kim, Takaya Okuno, Se Kwon Kim, Se-Hyeok Oh, Tomoe Nishimura, Yuushou Hirata, Yasuhiro Futakawa, Hiroki Yoshikawa, Arata Tsukamoto, Yaroslav Tserkovnyak, Yoichi Shiota, Takahiro Moriyama, Kab-Jin Kim, Kyung-Jin Lee, and Teruo Ono
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Journal Title
Phys. Rev. Lett.
Volume: 122
Pages: 127203
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Enhanced perpendicular magnetocrystalline anisotropy energy in an artificial magnetic material with bulk spin-momentum coupling2019
Author(s)
Abdul-Muizz Pradipto, Kay Yakushiji, Woo Seung Ham, Sanghoon Kim, Yoichi Shiota, Takahiro Moriyama, Kyoung-Whan Kim, Hyun-Woo Lee, Kohji Nakamura, Kyung-Jin Lee, and Teruo Ono
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Journal Title
Phys. Rev. B
Volume: 99
Pages: 180410(R)
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Bulk Dzyaloshinskii-Moriya interaction in amorphous ferrimagnetic alloys2019
Author(s)
Duck-Ho Kim, Mitsutaka Haruta, Hye-Won Ko, Gyungchoon Go, Hyeon-Jong Park, Tomoe Nishimura, Dae-Yun Kim, Takaya Okuno, Yuushou Hirata, Yasuhiro Futakawa, Hiroki Yoshikawa, Wooseung Ham, Sanghoon Kim, Hiroki Kurata, Arata Tsukamoto, Yoichi Shiota, Takahiro Moriyama, Sug-Bong Choe, Kyung-Jin Lee and Teruo Ono
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Journal Title
Nature Materials
Volume: 18
Pages: 685
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Temperature dependence of magnetic resonance in ferrimagnetic GdFeCo alloys2019
Author(s)
Takaya Okuno, Se Kwon Kim, Takahiro Moriyama, Duck-Ho Kim, Hayato Mizuno, Tetsuya Ikebuchi, Yuushou Hirata, Hiroki Yoshikawa, Arata Tsukamoto, Kab-Jin Kim, Yoichi Shiota, Kyung-Jin Lee and Teruo On
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Journal Title
Applied Physics Express
Volume: 12
Pages: 093001
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Spin-transfer torques for domain wall motion in antiferromagnetically coupled ferrimagnets2019
Author(s)
Takaya Okuno, Duck-Ho Kim, Se-Hyeok Oh, Se Kwon Kim, Yuushou Hirata, Tomoe Nishimura, Woo Seung Ham, Yasuhiro Futakawa, Hiroki Yoshikawa, Arata Tsukamoto, Yaroslav Tserkovnyak, Yoichi Shiota, Takahiro Moriyama, Kab-Jin Kim, Kyung-Jin Lee, Teruo Ono
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Journal Title
Nature Electronics
Volume: 2
Pages: 389-393
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Giant perpendicular magnetic anisotropy in Ir/Co/Pt multilayers2019
Author(s)
Y. -C. Lau, Z. Chi, T. Taniguchi, M. Kawaguchi, G. Shibata, N. Kawamura, M. Suzuki, S. Fukami, A. Fujimori, H. Ohno, M. Hayashi
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Journal Title
Phys. Rev. Mater.
Volume: 3
Pages: 104419
DOI
Peer Reviewed
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[Remarks]
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