ナノ磁化構造の電気磁気効果を利用したスピン機能デバイスの研究

利用纳米磁化结构电磁效应的自旋功能器件研究

• 批准号: 16J00807
• 负责人: 嶋田 裕樹
• 金额: $ 0.83万
• 依托单位: Toho University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J00807/
• 关键词: スピントロニクス; 磁化ダイナミクス; スキルミオン; 電気磁気効果; スピン起電力; 集団励起; 熱電変換; マグノンホール効果

本研究ではナノ磁化構造を用いた新しい磁気メモリの動作原理を提唱することを目的としている。磁気メモリの動作原理としての調査対象には、ナノ磁化構造の書込み技術と読出し技術がある。本研究では特に、ナノ磁化構造としてねじれた磁気秩序構造である磁気スカーミオンに注目し、その試料としてカイラル磁性体を想定した数値シミュレーションを行った。スカーミオンメモリの書込み技術としては円偏向レーザーを用いた構造の生成・消滅、読出し技術としてはスピン起電力による構造の電気的検出が、本研究における候補である。本研究では後者から調査を始めた。一方で、その間に、他研究グループによって前者についての調査報告がなされたため、本研究ではスカーミオンの読出し技術について専門的に調べるように的を絞った。平成28年度の研究成果からの軌道修正により、平成29年度では、研究標題にある電気磁気効果から熱を含めた、磁気-電気-熱交差現象にテーマを拡張して研究を展開してきた。このテーマにおいて、本研究では新しい熱電変換機構として、ナノ磁化構造由来の熱電効果（熱ホールスピン起電力）を見出した。これは、伝導電子が熱を受け取る主役となる異常ネルンスト効果とは異なり、磁化構造を形成する局在スピンが熱を受け取る主役としたときの電気的な寄与を調べたものである。この成果の詳細は国際会議と国内の学会で発表した。また、計画の想定外の研究として、その調査の過程で、温度勾配中の磁化構造の挙動についての新しい知見を得ることができた：バルクと試料界面では磁化構造の運動方向が反転することがある。その運動方向は熱エネルギーを拡散するための局在スピンの揺らぎの進行方向によって一意に決まる。界面では試料に依って非相反な揺らぎの流れがあり、界面付近の磁化構造はバルクと逆向きに運動することがある。この結果は国内学会において発表した。

This paper presents a new method for the application of magnetic structure and its operation principle. The principle of magnetic resonance and the investigation object are opposite, and the magnetic structure is opposite to the magnetic structure and the magnetic structure is opposite. In this study, the magnetic structure of the sample was studied. In this study, the authors proposed that the generation, elimination, and evolution of the structure should be considered as candidates for the study. This study is the first to investigate the latter. In this study, the author of the research report, the author of the research report. Research results in 2008: Orbital correction, research in 2009: Electric and magnetic effects, heat and magnetic-electric-thermal cross phenomena In this study, a new thermoelectric conversion mechanism is proposed, and the thermoelectric effect of the magnetization structure is revealed. The heat transfer mechanism is used to transfer heat to the magnetic field. The results of the international conference and the domestic society were presented in detail. The research on the design of the project, the investigation process, the movement of the magnetization structure in the temperature matching, and the new knowledge are obtained. The direction of motion is different from the direction of motion. The interface is opposite to the sample, and the magnetization structure near the interface is opposite to the sample. The result is that the domestic society will be able to express itself.

项目成果

磁気スカーミオン上に誘起される交換スピン波と集団励起の関係

磁斯格明子感应的交换自旋波与集体激发的关系

• 发表时间: 2016
• 作者: Y. Kinoshita;N. Kida;M. Sotome;N. Ito;T. Miyamoto;T. Terashige;Y. Iguchi;Y. Onose;T. Ito;Y. Tokunaga;T. Arima;H. Okamoto;嶋田裕樹;嶋田裕樹;Yuhki shimada;嶋田裕樹;Yuhki Shimada;嶋田裕樹
• 通讯作者: 嶋田裕樹

ねじれた磁気秩序中に誘起される磁気-電気-熱交差現象に対する数値的研究

扭曲磁序引起的磁-电-热交叉现象的数值研究

スピン波トルクによるスカーミオン駆動の数値的研究

自旋波扭矩驱动斯格明子的数值研究

• 发表时间: 2018
• 作者: Y. Kinoshita;N. Kida;M. Sotome;N. Ito;T. Miyamoto;T. Terashige;Y. Iguchi;Y. Onose;T. Ito;Y. Tokunaga;T. Arima;H. Okamoto;嶋田裕樹
• 通讯作者: 嶋田裕樹

磁気スカーミオン上のマグノンホール効果によるスピン起電力

由于磁性斯格明子的磁振子霍尔效应而产生的自旋电动势

• 发表时间: 2017
• 作者: Y. Kinoshita;N. Kida;M. Sotome;N. Ito;T. Miyamoto;T. Terashige;Y. Iguchi;Y. Onose;T. Ito;Y. Tokunaga;T. Arima;H. Okamoto;嶋田裕樹;嶋田裕樹
• 通讯作者: 嶋田裕樹

Numerical study on the collective motion of antiferromagnetic skyrmion

反铁磁斯格明子集体运动的数值研究

• 发表时间: 2016
• 作者: Y. Kinoshita;N. Kida;M. Sotome;N. Ito;T. Miyamoto;T. Terashige;Y. Iguchi;Y. Onose;T. Ito;Y. Tokunaga;T. Arima;H. Okamoto;嶋田裕樹;嶋田裕樹;Yuhki shimada;嶋田裕樹;Yuhki Shimada;嶋田裕樹;Yuhki Shimada
• 通讯作者: Yuhki Shimada