量子異常ホール効果と非散逸な磁壁伝導の光制御

量子反常霍尔效应和非耗散畴壁传导的光学控制

• 批准号: 17J07818
• 负责人: 岡田 健
• 金额: $ 1.22万
• 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: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-26 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17J07818/
• 关键词: ラシュバ; トポロジカル絶縁体; スキルミオン; 電気磁気効果

空間反転非対称な磁性金属は、トポロジカル絶縁体の量子異常ホール効果に代表されるような新奇な物性を引き起こす舞台として注目を集めている。このような系では、伝導電子と局在磁気モーメントの間に働くスピン電荷結合に加えて、空間反転対称性の破れに起因した反対称スピン軌道相互作用が伝導電子に対して作用する。とりわけ、表面や界面における鏡映対称性の破れに由来したものをラシュバ型スピン軌道相互作用、バルク結晶の空間反転対称性の破れに由来したものをドレッセルハウス型スピン軌道相互作用と呼ぶ。本研究課題では、２年間の研究を通じて、このような反対称スピン軌道相互作用とスピン電荷結合の協奏によって生み出される新しい磁気相やスピン輸送現象を理論的に開拓した。計算手法としては、数値計算をベースに、必要に応じて解析計算を用いた。初年度は、薄膜のヘテロ界面などに代表される空間反転非対称な２次元金属を対象として、伝導電子の自由度を取り入れた大規模なモンテカルロ計算によって、ラシュバ・ドレッセルハウス型スピン軌道相互作用を受けた遍歴電子によって媒介されて生じる磁気秩序を調べた。その結果、スピン軌道相互作用によってスピン分裂したフェルミ面の不安定性を反映して、遍歴磁性体特有の複雑な多重Q磁気秩序が現れることを見出した。一方で本年度は、金属ではなくバンド絶縁体に着目し、一般的な２次元バンド絶縁体と強磁性体のヘテロ接合を想定し、界面で発生するラシュバ型スピン軌道相互作用と強磁性体との交換相互作用によって誘発される新しい電気磁気効果を明らかにした。

The quantum anomaly of the spatially asymmetric magnetic metal is represented by a new property. This is the result of the interaction between the electron and the magnetic field, the charge combination, the spatial symmetry, the orbital interaction, and the electron interaction. The origin of mirror symmetry in the surface and interface is the type of orbital interaction, and the origin of mirror symmetry in the crystal is the type of orbital interaction. This research topic has been studied for two years, and the theoretical development of magnetic phase and transport phenomena has been carried out. The calculation method is to calculate the value of the data, and the necessary analytical calculation is to use the data. In the early years, the film's surface was represented by the spatial reflection of the two-dimensional metal, and the degree of freedom of the conduction electron was taken into account in the large-scale calculation of the magnetic order of the orbital interaction. As a result, the instability of the orbital interaction is reflected in the complex Q magnetic order unique to the magnetic body. In this year, the new electromagnetic effect of ferromagnetic materials is becoming apparent due to the interaction between metal and ferromagnetic materials, the interaction between ferromagnetic materials and two-dimensional insulating materials, and the interaction between ferromagnetic materials and orbital materials.

项目成果

Noncoplanar spin textures in spin-orbit coupled metals

自旋轨道耦合金属中的非共面自旋纹理

• 发表时间: 2018
• 作者: K. N. Okada;Y. Kato;and Y. Motome
• 通讯作者: and Y. Motome

Dissipationless Edelstein effect in Rashba insulators

Rashba 绝缘体中的无耗散埃德尔斯坦效应

• 发表时间: 2018
• 作者: K. N. Okada;Y. Kato;and Y. Motome
• 通讯作者: and Y. Motome

Dissipationless Edelstein effect in insulator-ferromagnet heterostructures

绝缘体-铁磁体异质结构中的无耗散埃德尔斯坦效应

• 发表时间: 2018
• 作者: K. N. Okada;Y. Kato;and Y. Motome
• 通讯作者: and Y. Motome

ラシュバ・ドレッセルハウス型スピン軌道相互作用が誘起する六重Q磁気秩序

Rashba-Dresselhaus 型自旋轨道相互作用诱发的六重 Q 磁阶

• 发表时间: 2017
• 作者: 岡田健;小澤遼;加藤康之;求幸年
• 通讯作者: 求幸年

Versatile multiple-Q orderings generated by Rashba-Dresselhaus spin-orbit couplings

Rashba-Dresselhaus 自旋轨道耦合产生的多功能多 Q 序

• 发表时间: 2017
• 作者: K. N. Okada;R. Ozawa;Y. Kato and Y. Motome
• 通讯作者: Y. Kato and Y. Motome