反強磁性体を用いたスピントロニクスの実験的研究

利用反铁磁体进行自旋电子学实验研究

• 批准号: 18F17026
• 负责人: 中辻 知
• 金额: $ 0.7万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18F17026/
• 关键词: spin; Hall; effect; antiferromagnetism; spintronics; topology

The manipulation of pure spin current has been extensively studied in polycrystalline or single crystalline heavy metals, ferromagnetic metals and their alloys. Recently, strong interests have been focused on antiferromagnets especially the Mn3X alloys. In our work, by using thermal spin injection, we have demonstrated large spin Hall effect in Mn-Sn alloy thin films even in its amorphous phase. Comparing with pure Mn, the Sn doped alloy has a spin Hall angle 20 times larger and resistivity 10 times smaller, and thus the energy consumption is reduced by 4000 times. These results offer a strategy towards future energy efficient spin Hall materials with high spin Hall angle but low resistivity. The summary of this work has been accepted by Physical Review Materials and is among the editor’s suggestions.

纯自旋电流的操纵在多晶或单晶重金属、铁磁金属及其合金中得到了广泛的研究。近年来，反铁磁体特别是Mn 3X合金引起了人们的极大兴趣。在我们的工作中，通过热自旋注入，我们在Mn-Sn合金薄膜中发现了大的自旋霍尔效应，即使在其非晶相。与纯Mn相比，Sn掺杂合金的自旋霍尔角增大了20倍，电阻率减小了10倍，能耗降低了4000倍。这些结果提供了一种策略，未来的能源效率的自旋霍尔材料具有高自旋霍尔角，但低电阻率。本文的摘要已被《物理评论材料》接受，并列入编辑建议之列。

项目成果

Large enhancement of the spin Hall effect in Mn metal by Sn doping

Sn掺杂大大增强了Mn金属中的自旋霍尔效应

• DOI: 10.1103/physrevmaterials.2.102001
• 发表时间: 2018
• 期刊: Physical Review Materials
• 影响因子: 3.4
• 作者: Qu D.;Higo T.;Nishikawa T.;Matsumoto K.;Kondou K.;Nishio-Hamane D.;Ishii R.;Muduli P. K.;Otani Y.;Nakatsuji S.
• 通讯作者: Nakatsuji S.

Anomalous Hall effect in thin films of the Weyl antiferromagnet Mn3Sn

• DOI: 10.1063/1.5064697
• 发表时间: 2018-11-12
• 期刊: APPLIED PHYSICS LETTERS
• 影响因子: 4
• 作者: Higo, Tomoya;Qu, Danru;Nakatsuji, Satoru
• 通讯作者: Nakatsuji, Satoru

Large spin Hall effect in Mn-Sn amorphous alloy

Mn-Sn非晶合金中的大自旋霍尔效应

• 发表时间: 2018
• 作者: D. Qu;T. Higo;T. Nishikawa;K. Matsumoto;K. Kondou;P.K. Muduli;Y. Otani;and S. Nakatsuji
• 通讯作者: and S. Nakatsuji

ジョンズホプキンス大学(米国)

约翰·霍普金斯大学（美国）

国立台湾大学(台湾)

国立台湾大学（台湾）