スピンホール効果から軌道ホール効果へ

从自旋霍尔效应到轨道霍尔效应

• 批准号: 22H01939
• 负责人: 下澤 雅明
• 金额: $ 11.32万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01939/
• 关键词: 磁気顕微鏡; スピン流; 走査型SQUID顕微鏡; 走査型TMR素子顕微鏡; 軌道ホール効果

本年度は、これまでに独自に開発した走査型SQUID・TMR素子顕微鏡の低温セルを改良・改造して、電流/熱流下でも精密に局所磁気測定が可能なシステムの構築に取り組んだ。具体的には、低温セルの骨格にマコール素材を用いた円筒構造を導入することで、（１）環境振動の影響を受けにくくなると共に、（２）動作部分（ピエゾ素子）との熱膨張の親和性が良くなり、低温でも安定して試料表面を観察できるように改良した。このセルの大部分は、マコールを利用しているので、（３）金属特有の「電流遮蔽効果」や「外部への熱損失」が抑制され、電流/熱流を印加できるような設計にもなっている。これらの改良点は、従来の磁気顕微鏡で浮き彫りになった問題点を反映したものである。（１について）従来は走査範囲を拡大するため、セルには板状の支柱を利用したが、この構造だと振動に弱く、試料との距離に敏感なSQUID顕微鏡の画像が乱れる問題があった。新しい低温セルでは、板状構造と比較して２次元平面からの揺らぎに対して安定な円筒構造を採用した。（２について）支柱を板状から円筒状に変更することで、走査範囲の減少という致命的な問題が発生してしまう。特に低温では、熱膨張によって試料台とSQUID台の相対位置が変化しまい、狙った位置で局所磁気測定ができない問題が頻発していた。そのため、低温セル全体で熱膨張率の温度依存性が揃うように配慮する必要があることが分かった。（３について）金沢工大との共同研究で、周囲が金属で覆われている状況のもとで、交流電流が作り出す磁場を超高感度のSQUIDで精密測定したところ、印加した電流の周波数によって磁気信号が変化しており、金属特有の遮蔽効果が観測された。一般的に、数10 Hz以下の低周波領域では問題にならなかった遮蔽効果も、高精度の走査型SQUID顕微鏡で測定する場合には、考慮しないといけないことが明らかになった。

Alone this year は, こ れ ま で に に open 発 し た walkthrough type squids, TMR element child 顕 micromirror の cryogenic セ ル を improvement, reform し て, current/heat flux under で も precision に bureau determination of magnetic 気 が may な シ ス テ ム の build に group take り ん だ. Specific に は, low temperature セ ル の bone に マ コ ー ル material を with い た has drifted back towards &yen; tube structure を import す る こ と で, (1) the environment vibration の を by け に く く な る と に, (2) action part (ピ エ ゾ element) と の thermal expansion の affinity good が く な り, low temperature で も settle し て sample surface を 観 examine で き る よ う に improved し た. こ の セ ル の most は, マ コ ー ル を using し て い る の で, (3) metal peculiar の cover unseen "current" や "external へ の heat loss" が inhibit さ れ, current/thermal を Inca で き る よ う な design に も な っ て い る. The <s:1> れら <s:1> improvement points 従 and 従 are used to float and carve the <s:1> になった problem points を of the <s:1> magnetic 顕 micromirror で to reflect the を た and <s:1> である である である である である である である である. (1 に つ い て) 従 は walkthrough van 囲 を company, big す る た め, セ ル に は platy の pillar を using し た が, こ の tectonic だ と に weak vibration く, try と の distance に sensitive SQUID な 顕 micromirror の portrait が disorderly れ る problem が あ っ た. New し い cryogenic セ ル で は, plate tectonic と comparison し て 2 dimensional plane か ら の 揺 ら ぎ に し seaborne て settle な を has drifted back towards &yen; tube structure using し た. (2 に つ い て) pillar を platy か ら has drifted back towards &yen; tubular に - more す る こ と で, walkthroughs van 囲 の reduce と い う deadly な problem が 発 raw し て し ま う. , に cryogenic で は, thermal expansion に よ っ て sample Taiwan SQUID と の phase position が seaborne variations change し ま い, previously っ た position で bureau determination of magnetic 気 が で き な い problem が frequency 発 し て い た. そ の た め, low temperature セ ル all で thermal expansion rate の temperature dependency が Jian う よ う に matchs about す る necessary が あ る こ と が points か っ た. (3 に つ い て) kanazawa university と で の studies together, zhou 囲 が で metal cladding わ れ て い る condition の も と で, ac current が り out SQUID の で す magnetic field を ultra-high sensitivity accurate し た と こ ろ, Inca し た の cycle for current に よ っ て magnetic が 気 signal variations change し て お り characteristic の, metal cover unseen fruit が 観 measuring さ れ た. General に, number 10 Hz の low frequency domain で は problem に な ら な か っ た cover unseen fruit も, high-precision の walkthrough type squids 顕 determination of micro mirror で す る occasions に は, consider し な い と い け な い こ と が Ming ら か に な っ た.

项目成果

磁気トロイダルモーメント由来の非線形伝導

由磁环矩导出的非线性传导

• 发表时间: 2023
• 作者: 市野祐喜;宮本大輝;小路山竜平;細井優;下澤雅明;井澤公一;八城愛美;速水賢;大貫惇睦;青木大;下澤雅明
• 通讯作者: 下澤雅明

新規トロイダル金属HoAgGeの非線形横伝導率測定

新型环形金属HoAgGe的非线性横向电导率测量

• 发表时间: 2022
• 作者: 宮本大輝;高尾祥平;多田勝哉;小路山竜平;細井優;下澤雅明;井澤公一;八城美愛;速水賢;大貫惇睦;青木大
• 通讯作者: 青木大

CeRh2As2の磁場に鈍感な非フェルミ液体的挙動

CeRh2As2 的磁场不敏感非费米液体行为

• 发表时间: 2022
• 作者: 松本碧;今西優人;小林祐也;細井優;下澤雅明;仲村愛;青木大;井澤公一
• 通讯作者: 井澤公一

弾性抵抗の対称性から探る半金属ビスマスにおける歪み応答とその起源

从弹性阻力的对称性探讨半金属铋的应变响应及其起源

• 发表时间: 2022
• 作者: 橘風夢;細井優;下澤雅明;井澤公一;木下雄斗;徳永将史;伏屋雄紀
• 通讯作者: 伏屋雄紀

ビスマスにおけるバレー操作と歪み下電気伝導

铋应变下的谷运行和导电

• 发表时间: 2023
• 作者: 細井優;橘風夢;阪口真衣;石田健太郎;下澤雅明;木下雄斗;徳永将史;伏屋雄紀;井澤公一
• 通讯作者: 井澤公一