巨視的量子系における新奇スピン熱電効果の開拓

宏观量子系统中新型自旋热电效应的探索

• 批准号: 19J13544
• 负责人: 埋田 真樹
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J13544/
• 关键词: スピン流; 超伝導; 共振器; 熱電効果

最終年度の主な研究成果としては、１）低温におけるマイクロ波プローブ用ロッドの作製とその試用、ならびに２）マイクロ波共振器技術の確立である。１については、前年度に確立した、電流誘起のスピン流を、強磁性共鳴の緩和変調現象を介して検出する測定技術を、超伝導転移が生じる低温域にまで拡張するため、クライオスタット用のマイクロ波プローブ用ロッドの作製に取り組んだ。試料には、初年度に作製し、RHEED振動と伝導測定による試料評価を終えた、NbSe2/Bi二層膜に検出用のNi80Fe20を蒸着して用いた。結果、本試料はラシュバ効果による三重項状態の実現が先行研究によって予期されていたが、温度依存性からは有意な信号を検出することはできなかった。原因として、スピン流の拡散長に対し磁性体の膜厚が厚すぎることが考えられるが、ロッドに用いた導波路の検出感度は磁性体の膜厚に強く依存することから、その改良に時間を要し、信号の発見にまでは至らなかった。２については、研究課題の遂行の過程で得た高周波技術を応用し、平面型のマイクロ波共振器の作製に取り組んだ。構造は伝搬するマイクロ波の波長に強く依存することから、導波路長を調整することで、必要な周波数でモードを持つような共振器技術を確立した。次に作製した共振器を用いることで、スピネルフェライトにおけるマグノン-フォトン結合を達成した。試料は共同研究として提供されたものを用い、マイクロ波の共振モードと励起されたキッテルモード及びスピン波モードとの間に明瞭な擬交差が生じることを確認した。本成果は、近年注目が集まるスピンキャビトロニクスの分野において、材料探索の可能性を見出し、物質の構造やエネルギー緩和の機構に考察の余地を与えるものである。

Final year の main な research と し て は, 1) low temperature に お け る マ イ ク ロ wave プ ロ ー ブ with ロ ッ ド の cropping と そ の trial, な ら び に 2) マ イ ク ロ wave resonator technique の establish で あ る. 1 に つ い て は, former annual に establish し た, current induced の ス ピ を ン flow, strong magnetic resonance の ease - phenomenon を interface し て 検 out す る を measurement technology, super 伝 guide planning move が raw じ る cryogenic domain に ま で company, zhang す る た め, ク ラ イ オ ス タ ッ ト with の マ イ ク ロ wave プ ロ ー ブ with ロ ッ ド の cropping に group take り ん だ. Sample に は, at the beginning of the annual に し, RHEED vibration と 伝 conductivity measurement に よ る sample review 価 を eventually え た, NbSe2 / Bi layer membrane に 検 out の Ni80Fe20 を steamed し て in い た. Results, the sample は ラ シ ュ バ unseen fruit に よ る triple item status の be が first study に よ っ て in period さ れ て い た が, temperature dependency か ら は intentionally な signal を 検 out す る こ と は で き な か っ た. Reason と し て, ス ピ ン flow の company, taking long に し seaborne magnetic body の film thickness が thick す ぎ る こ と が exam え ら れ る が, ロ ッ ド に with い た guided wave road の 検 out sensitivity は magnetic body の film thickness strong に く dependent す る こ と か ら, そ の improved に time を し, signal の 発 see に ま で は to ら な か っ た. 2 に つ い て は の carries out の process, research subject で た high frequency technology を 応 し, planar の マ イ ク ロ wave resonator の cropping に group take り ん だ. Tectonic は 伝 move す る マ イ ク ロ wavelength に の strong く dependent す る こ と か ら, guided wave road long を adjustment す る こ と で, necessary な cycle for で モ ー ド を hold つ よ う な resonator technique を establish し た. Time に cropping し た resonator を with い る こ と で, ス ピ ネ ル フ ェ ラ イ ト に お け る マ グ ノ ン - フ ォ ト ン combining を reached し た. Sample は joint research と し て provide さ れ た も の を い, マ イ ク の ロ wave resonance モ ー ド と wound up さ れ た キ ッ テ ル モ ー ド and び ス ピ ン wave モ ー ド と に clear な proposed a job が between の じ る こ と を confirm し た. This achievement は, recent attention が set ま る ス ピ ン キ ャ ビ ト ロ ニ ク ス の eset に お い て, materials to explore possibilities の を see し, material の tectonic や エ ネ ル ギ ー ease の institutions に の leeway を and え る も の で あ る.

项目成果

Probing spin dynamcs in superconductor/magnet junctions

探测超导体/磁体结中的自旋动力学

• 发表时间: 2020
• 作者: Maki Umeda;Yuki Shiomi;Takashi Kikkawa;Tomohiko Niizeki;Jana Lustikova;Saburo;Takahashi;Eiji Saitoh
• 通讯作者: Eiji Saitoh

Probe of spin dynamics in superconductor using thermal spin injection and spin-to-charge conversions

使用热自旋注入和自旋电荷转换探测超导体中的自旋动力学

• 发表时间: 2020
• 作者: Maki Umeda;Yuki Shiomi;Takashi Kikkawa;Tomohiko Niizeki;Jana Lustikova;Saburo;Takahashi;Eiji Saitoh
• 通讯作者: Eiji Saitoh

Electric readout of magnetic stripes in insulators

绝缘体中磁条的电读出

• DOI: 10.1038/s41598-019-55565-1
• 发表时间: 2019-12
• 期刊: Scientific Reports
• 影响因子: 4.6
• 作者: Chen Yao;Shiomi Yuki;Qiu Zhiyong;Niizeki Tomohiko;Umeda Maki;Saitoh Eiji
• 通讯作者: Saitoh Eiji

UCL(英国)

伦敦大学学院（英国）

Temperature dependence of spin Seebeck effect in superconductor/magnet junctions

超导体/磁体结中自旋塞贝克效应的温度依赖性

• 发表时间: 2019
• 作者: Maki Umeda;Yuki Shiomi;Takashi Kikkawa;Tomohiko Niizeki;Jana Lustikova;Saburo;Takahashi;Eiji Saitoh
• 通讯作者: Eiji Saitoh