Innovative study of the spintronics using the angular momentum of nuclear spins

利用核自旋角动量进行自旋电子学的创新研究

• 批准号: 21H01800
• 负责人: 中堂 博之
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: Japan Atomic Energy Agency
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01800/
• 关键词: 核スピントロニクス; アインシュタイン・ドハース効果; アインシュタインドハース効果; バーネット効果; ベリー位相; 回転ドップラー効果; NQR; スピントロニクス

R4年度はR3年度にPhysical Review Bに出版した回転によるNQRスペクトルの分裂という内容をさらに発展させ、NMRにおいてコイル回転法を応用し、磁場と回転方向の角度依存性を測定したところ、バーネット効果とベリー位相が競合した新規な量子状態に対応するスペクトルの分裂を発見した。スピン1/2は回転運動とカップルする事で新たに擬スピン1/2に相当する自由度を生成することが分かった。また、この二つのスピン間で量子演算が可能であることを理論的に示した。この内容をまとめた論文はほぼ完成しており、現在投稿準備中である。磁性流体のバーネット効果において、試料の回転数よりも粒子の回転数の方が倍以上大きくなっていることが明らかとなった。この効果をNMRにおいて測定する予定であったが、NMR信号は確認できなかった。磁性流体に使用されている粒子径はナノサイズであるため表面の割合が多くスペクトルがブロードニングしているためと思われる。昨年度の予算で購入した600nmCWレーザーを用いて、核スピンからのスピン流生成の実証実験に取り組んだ。その前段階として、まずは試料にレーザーを照射しペンタセンを光学励起三重項状態にした状態からの緩和過程でスピン流が生成するかを確認したが現状スピン流を確認するには至らなかった。スピン流を検出するには白金薄膜を試料に貼り付ける必要があるが、ペンタセンをドープした単結晶試料が脆く、研磨がうまくできていない事が考えられる。核アインシュタイン・ドハース効果の実証に向けてさらなる除振性能向上を試みた。現状では、環境振動由来の振動ノイズは最も良い条件で一時的に10の-3乗°程度まで押さえられているが、現状ではこの状態を恒常的に作りだすことが難しい。

In R4 and R3, Physical Review B published a review of NQR separation and content development, NMR separation method application, magnetic field and angular dependence of return direction measurement, phase coincidence, new quantum state separation and content development. 1/2 is a new type of motion. The quantum calculus is possible, and the theory is shown. The content of this paper is complete, and the submission is now in preparation. The number of particles in the magnetic fluid is more than twice the number of particles in the sample. The results were determined by NMR and confirmed by NMR. Magnetic fluids are used in particle size calculations. Last year's forecast purchase of more than 600nmCW was carried out in the middle of the year. The first step of the test is to illuminate the triplet state of the optical excitation, to confirm the current state of the flow, and to verify the current state of the flow. For example, if a platinum film is prepared, it is necessary to prepare a thin film for crystallization. The vibration elimination performance of the nuclear power plant is tested upwards. The current situation, the origin of the environmental vibration, the best condition, the degree of-10 °, the current situation, the constant state, the difficulty, the difficulty.

项目成果

バーネット効果とNMRで見る角運動量補償

核磁共振观察到的巴尼特效应和角动量补偿

• 发表时间: 2021
• 作者: 中堂博之

Observation of the Angular Momentum Compensation by Barnett Effect and NMR

通过巴尼特效应和核磁共振观测角动量补偿

• DOI: 10.7566/jpsj.90.081003
• 发表时间: 2021
• 期刊: Journal of the Physical Society of Japan
• 影响因子: 1.7
• 作者: Hiroyuki Chudo ; Masaki Imai ; Mamoru Matsuo ; Sadamichi Maekawa ; Eiji Saitoh
• 通讯作者: Eiji Saitoh

Barnett field, rotational Doppler effect, and Berry phase studied by nuclear quadrupole resonance with rotation

通过旋转核四极共振研究巴尼特场、旋转多普勒效应和贝里相

• DOI: 10.1103/physrevb.103.174308
• 发表时间: 2021
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: Chudo H;Matsuo M;Maekawa S;Saitoh E.
• 通讯作者: Saitoh E.

Nuclear Barnett effect and nuclear Einstein-de Haas effect

核巴尼特效应和核爱因斯坦-德哈斯效应

• 发表时间: 2021
• 作者: Shimizu Takase;Ohe Jun-ichiro;Endo Akira;Nakamura Taketomo;Katsumoto Shingo;中堂博之
• 通讯作者: 中堂博之