スピンペルチェ効果の現象解明のためのマイクロスケール多物性同時計測手法の構築

构建微尺度多物理场同时测量方法来阐明自旋珀耳帖效应现象

• 批准号: 18J23465
• 负责人: 山崎 匠
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Nagoya University
• 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 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18J23465/
• 关键词: スピンペルチェ効果; スピンカロリトロニクス; サーモリフレクタンス; スピン流; 熱電変換

本研究はスピン流による熱流生成現象「スピンペルチェ効果」の生成過程の実験的実証を目的としている．本年度は，これまでに構築した反射光強度測定に基づく測温法（ロックインサーモリフレクタンス法）の確度向上，スピンペルチェ効果の出力向上に向けた材料探索の2つの方向性で研究を実施した．得られた成果は以下の3点である．(1) ロックインサーモリフレクタンス法では，スピンペルチェ素子上の反射膜からの反射光強度を測定しているが，入射光がスピンペルチェ素子に到達する場合には磁気光学効果による寄生信号に留意する必要がある．そこで測定装置に偏光光学系を導入し，反射光の偏光依存性を検証したところ，磁気光学効果の影響は無視できるほど小さく，本測定法において反射光強度変化が温度変化のみに起因することを確認できた．(2) ロックインサーモリフレクタンス法を熱スピン変換評価法として確立するには，正確な温度較正が必要となる．そこで，金属の抵抗温度係数を用いた温度変化測定とロックインサーモリフレクタンス法による温度変化測定の比較により温度-反射率変化の変換係数を実験的に同定した．最終的には，Pt/イットリウム鉄ガーネット（YIG）接合系のスピンペルチェ効果測定を行い，先行研究との比較により本評価方法の妥当性を確認した．(3) 強磁性金属/YIG接合系においてスピンペルチェ効果を測定するには，磁性金属に発現する熱電効果である異常エッチングスハウゼン効果との分離が必要である． 3種類の強磁性金属（Ni，Co，NiFe）を用いた強磁性金属/YIG接合系に対し，ロックインサーモリフレクタンス法を適用した結果，温度変化におけるスピンペルチェ効果の寄与の大きさに応じて異なる周波数応答を示すことを見出し，周波数応答の解析によりスピンペルチェ効果と異常エッチングスハウゼン効果の分離が可能であることを示した．

This study aims to demonstrate the process of heat flow generation phenomenon. This year, the basic temperature measurement method for measuring the reflected light intensity has been established, and the accuracy of the method has been improved. The result is 3 points below. (1)In the case of measuring the intensity of reflected light from the reflective film on the element, the incident light reaches the element, and it is necessary to pay attention to parasitic signals due to magnetic optical effects. The polarization dependence of reflected light is verified by introducing a polarization optical system into the measurement device, and the influence of magneto-optical effect is ignored. The measurement method confirms the cause of temperature variation of reflected light intensity. (2)The correct temperature is necessary to establish the correct temperature. The temperature coefficient of resistance of metals is determined by temperature variation measurement and comparison of temperature variation measurement with reflectance variation measurement. Finally, the method of Pt/YIG (YIG) was studied and compared to confirm the validity of this method. (3)Ferromagnetic metal/YIG bonding system is a new type of bonding system. 3 kinds of ferromagnetic metals (Ni, Co, NiFe) are used in ferromagnetic metal/YIG bonding system. The results show that the frequency response of the frequency response is abnormal.

项目成果

サーモリフレクタンスを用いた熱スピン変換効率の評価手法の開発 －広帯域光源の適用と温度変化測定の較正－

开发利用热反射的热自旋转换效率评价方法 - 宽带光源的应用和温度变化测量的校准 -

• 发表时间: 2020
• 作者: 後藤ゆきみ;三浦達哉;細野元気;児玉大樹;高萩 敦，山﨑 匠，井口 亮，長野 方星，内田 健一
• 通讯作者: 高萩 敦，山﨑 匠，井口 亮，長野 方星，内田 健一

強磁性金属中のスピンホール効果を用いたスピンペルチェ効果

利用铁磁金属中的自旋霍尔效应的自旋帕尔贴效应

• 发表时间: 2020
• 作者: 後藤ゆきみ;三浦達哉;細野元気;児玉大樹;高萩 敦，山﨑 匠，井口 亮，長野 方星，内田 健一;三浦達哉;三浦達哉;三浦達哉;井口 亮，山﨑 匠，長野 方星，内田 健一
• 通讯作者: 井口 亮，山﨑 匠，長野 方星，内田 健一

サーモリフレクタンスを用いた磁性体の熱電・熱スピン変換効果の計測

使用热反射测量磁性材料中的热电和热自旋转换效应

• 发表时间: 2019
• 作者: Takumi Yamazaki;Ryo Iguchi;Tadakatsu Ohkubo;Hosei Nagano;and Ken-ichi Uchida;山﨑 匠，井口 亮，長野 方星，内田 健一
• 通讯作者: 山﨑 匠，井口 亮，長野 方星，内田 健一

マルチセンシングプローブ式熱電3物性同時測定法の開発および真空プローバへの適用

同时测量三种热电性能的多传感探针方法的开发及其在真空探针中的应用

• 发表时间: 2018
• 作者: Takumi Yamazaki;Ryo Iguchi;Hosei Nagano and Ken-ichi Uchida;山﨑匠，井口亮，長野方星，内田健一;Takumi Yamazaki，Ryo Iguchi，Hosei Nagano，and Ken-ichi Uchida;山﨑 匠，上野 藍，長野 方星
• 通讯作者: 山﨑 匠，上野 藍，長野 方星

Lock-in thermoreflectance as a tool for investigating spin caloritronics

锁定热反射作为研究自旋热电子学的工具

• 发表时间: 2019
• 作者: 山崎匠;井口 亮;長野 方星;内田 健一
• 通讯作者: 内田 健一