スピン流を用いた量子干渉効果の研究

利用自旋电流研究量子干涉效应

• 批准号: 15J08073
• 负责人: 大森 康智
• 金额: $ 2.18万
• 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: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J08073/
• 关键词: スピントロニクス; 磁性; 磁性体; スピンホール効果; 超伝導; 金属強磁性体

ジョセフソン接合の作製に関して、蒸着法を主としてスピン注入可能なジョセフソン接合系の作製を行っていく予定であった。具体的にはアルミニウム/ビスマス添加銅/アルミニウム系を検討していた。試験的な試料の作製を行ったが、アルミニウム/ビスマス銅間の導通の確保と素子の安定性が課題であった。また、昨年度得られた強磁性体におけるスピンホール効果の温度依存性や、内因性及び外因性の違いによる異常ホール効果との関係性、磁化依存性について、追加の測定と解析及び共同研究グループとの議論を行った。3d遷移金属強磁性体において、温度依存性がスピンホール効果において特に強く、理論計算を踏まえると通常考えられる内因性機構によるものとは考えにくいため、高温においてスピンホール効果にのみ寄与するなんらかの機構が存在すると結論付けた。特にその可能性として、マグノンスピン流による影響が生じているのではないかと考え、検討している。また、低温においても、異常ホール効果とスピンホール効果の関係は単純ではなく、直感的に得られるような、スピン偏極率によって結び付けられるものにはならないことを示した。また、強磁性体におけるスピンホール効果の磁化依存性を調べるため、非磁性体ビスマス添加銅やタンタルのスピンホール効果を用いたスピン注入を試みた。得られた信号は磁化による依存性が生じなかった。ただし数値計算によって予測されたスピンホール信号強度は信号のノイズ強度と同じオーダーであったので、より信号強度の大きな測定手法を開発し、磁化依存性を議論することが望まれる。更に、強磁性体パーマロイにおいて、スピン吸収法を用いた測定によって回帰的にスピン拡散長を決定する手法に関する論文がスペインのグループとの共同でApplied Physics Lettersに報告された。

关于约瑟夫森连接的准备，它计划主要制造可以使用蒸发方法向注射的约瑟夫森交界系统。具体而言，正在考虑考虑铝/二氧化碳/铝制系统。尽管准备了测试样品，但挑战是确保铝/二晶铜和元素稳定性之间的传导。此外，还进行了其他测量和分析，以及与联合研究小组讨论去年获得的铁磁体效应的温度依赖性，这是由于内源性和外源性特性和外源性特性差异以及磁力依赖性而与异常霍尔效应的关系。在3D过渡金属铁磁铁中，温度依赖性在自旋式效应中特别强，并且不可能是由于通常基于理论计算而通常考虑的内源性机制引起的，因此我们得出结论，某些机制仅在高温下对旋转式效果贡献。我们特别考虑到这一点是发生了镁旋转电流的影响。还已经表明，即使在低温下，异常大厅效应和自旋霍尔效应之间的关系也不简单，并且不能与自旋极化比相连，而旋转极化比可以直观地获得。此外，为了研究铁磁材料中自旋壁效应的磁化依赖性，使用非磁性材料的自旋式助理注射bismuth材料的旋转效应，尝试了bismuth添加的铜或tantalum。获得的信号不取决于磁化。但是，由于数值计算预测的自旋孔信号强度与信号噪声强度的顺序相同，因此希望开发具有更大信号强度的测量方法并讨论磁化依赖性。此外，通过与西班牙一组合作，在Applied Physics Letters中据报道了使用旋转吸收法在铁电磁笼中使用自旋吸收方法测量的回归方法确定自旋扩散长度的论文。

项目成果

導電性有機薄膜への電気的スピン注入,

电自旋注入导电有机薄膜，

• 发表时间: 2016
• 作者: 瀧澤 誓;大森 康智;木俣 基;大谷 義近
• 通讯作者: 大谷 義近

CIC Nanogune/IKERBASQUE(スペイン)

CIC Nanogune/IKERBASQUE（西班牙）

H. H. Wills Physics Laboratory/University of Bristol(英国)

H. H. Wills 物理实验室/布里斯托大学（英国）

Tuning the spin Hall effect of Pt from the moderately dirty to the superclean regime

• DOI: 10.1103/physrevb.94.060412
• 发表时间: 2016-08-30
• 期刊: PHYSICAL REVIEW B
• 影响因子: 3.7
• 作者: Sagasta, Edurne;Omori, Yasutomo;Casanova, Felix
• 通讯作者: Casanova, Felix

強磁性体におけるスピンホール効果の磁化依存性

铁磁体中自旋霍尔效应的磁化依赖性

• 发表时间: 2017
• 作者: 大森 康智;Sagasta Edurne; Isasa Miren;Gradhand Martin; Hueso Luis E.;新見 康洋;Casanova Felix; 大谷 義近
• 通讯作者: 大谷 義近