Exploring giant spin motive force

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本研究の対象は、磁化の運動からスピンの流れを生み出すスピン起電力である。これまで、磁壁の移動によるスピン起電力と磁気渦の運動によるスピン起電力が数報報告されているが、何れもその大きさは１マイクロボルト程度と大変小さい値である。理論的には、スピン起電力はスピンの捻れ構造の急峻さとその構造の時間変化率に比例することが予想されているが、これを検証した実験はない。本研究では、スピンの捻れ構造の急峻さとその構造の時間変化率がともに大きい系として、垂直磁化膜中の磁壁に着目し、巨大なスピン起電力の探索を行う。これまで数報しか論文発表がなかったスピン起電力の研究に、本研究での系統的成果が加わる意義は大きいと考える。本研究によって、スピン起電力がスピンの捻れ構造の急峻さとその構造の時間変化率に比例するという理論の定量的検証がなされ、理論と実験での大きな進展が期待される。本研究では巨大スピン起電力探索の研究を行うが、この研究によって磁性/非磁性界面におけるジャロシンスキー守谷相互作用、ラッシュバ効果、スピンホール効果、スピン軌道トルクなどの豊富な物理が明らかとなると期待される。これらの成果をさらに展開することで、将来の高機能低消費電力スピントロニクスデバイス開発への発展が期待される。今年度はこれまでに構築した実験系を用いて研究を行い、フェリ磁性体GdFeCoの角運動量補償温度においてスキルミオンホール効果が消失することを明らかとした。