アモルファス磁性体における磁気励起とスピン輸送メカニズムの解明

・磁気励起スペクトルの解釈と先行研究との比較本研究は、アモルファス磁性体における高効率スピン輸送メカニズムを調べる手法の確立および原理究明を目的とした。これまでの計算により、アモルファス磁性体における高効率スピン輸送メカニズムを調べる理論的手法が初めて確立した。高効率スピン輸送メカニズムの特定には至らなかったものの、その解明に向け、重要な礎となる磁気励起の解釈に成功した。以下に今年度の進展を詳しく述べる。これまでの計算により、スピンの時間発展方程式とリバース・モンテカルロ法を組み合わせることでアモルファス磁性体の磁気励起を数値的に計算できることがわかっていた。しかしながらその解釈については、特に有限波数(波数~3)について不明瞭であった。この波数では、実験によりギャップ励起が報告されていた。本研究では、この有限波数の励起が実はギャップレスであることを示唆している。これについて、アモルファス磁性体の構造を反映するX線散乱の結果と照らし合わせたところ、構造の短距離秩序に由来するウムクラップ散乱と解釈できることが示唆された。この概念は先行研究で指摘されたものであるが、これまで有限波数の励起 の物理的描像についてコンセンサスのある解釈が無かった。本研究の詳細な計算により、アモルファス強磁性体Co4Pの磁気励起について、波数~0と波数~3にスピン波が存在するという具体的な描像が提案できた。・磁気スキルミオンの引力相互作用の機構解明と制御方針の提案これまでの計算により、結晶磁気異方性などスピン空間の異方性が存在する場合にスキルミオンが歪み、引力相互作用を誘起することがわかっていた。加えて今年度、この引力は外部磁場を傾けることで2桁にわたり引力の大きさを変更できることも明らかになった。

・磁気励起スペクトルの解釈と先行研究との比較本研究は、アモルファス磁性体における高効率スピン輸送メカニズムを調べる手法の確立および原理究明を目的とした。これまでの計算により、アモルファス磁性体における高効率スピン輸送メカニズムを調べる理論的手法が初めて確立した。高効率スピン輸送メカニズムの特定には至らなかったものの、その解明に向け、重要な礎となる磁気励起の解釈に成功した。以下に今年度の進展を詳しく述べる。これまでの計算により、スピンの時間発展方程式とリバース・モンテカルロ法を組み合わせることでアモルファス磁性体の磁気励起を数値的に計算できることがわかっていた。しかしながらその解釈については、特に有限波数(波数~3)について不明瞭であった。この波数では、実験によりギャップ励起が報告されていた。本研究では、この有限波数の励起が実はギャップレスであることを示唆している。これについて、アモルファス磁性体の構造を反映するX線散乱の結果と照らし合わせたところ、構造の短距離秩序に由来するウムクラップ散乱と解釈できることが示唆された。この概念は先行研究で指摘されたものであるが、これまで有限波数の励起 の物理的描像についてコンセンサスのある解釈が無かった。本研究の詳細な計算により、アモルファス強磁性体Co4Pの磁気励起について、波数~0と波数~3にスピン波が存在するという具体的な描像が提案できた。・磁気スキルミオンの引力相互作用の機構解明と制御方針の提案これまでの計算により、結晶磁気異方性などスピン空間の異方性が存在する場合にスキルミオンが歪み、引力相互作用を誘起することがわかっていた。加えて今年度、この引力は外部磁場を傾けることで2桁にわたり引力の大きさを変更できることも明らかになった。