ディラック方程式に基づく強磁性体の理論的研究

基于狄拉克方程的铁磁体理论研究

• 批准号: 13J03750
• 负责人: 藤本 純治
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J03750/
• 关键词: スピン軌道トルク; 理論研究; ディラック電子; 強磁性体

ディラック方程式に基づく強磁性体(ディラック強磁性体)におけるスピントロニクス現象の系統的解明を本研究の目的としてきた．その成果の一部はPhys. Rev. B 誌に掲載された．本研究において申請者が開発した一般的な計算手法を用いて，本年度はスピン軌道相互作用に起因する電流誘起スピントルク(SOT)を理論的に研究した．SOTがこれまで知られていた電流誘起トルクと異なる点は，磁化が一様な場合にも生じる点にあり，それを利用した応用が期待されているため，近年盛んに研究されている現象である．また，同様のトルクは熱流にも伴って発生することが期待されるが，それらの性質は未だ十分に理解されていない．そこで申請者は電流および熱流によって誘起されるSOTを微視的模型に基づいて理論的に解析した．申請者は以下の事実等を明らかにすることで，該当分野に大きく貢献したと言える．まず，磁性体膜の界面を念頭におき，一般のバンド構造とスピン軌道相互作用をもつ２次元電子系を考え，それが磁化に及ぼすトルクの計算を線形応答理論に基づいて一般的に定式化した．次に，自由電子モデル，および正方格子上の強束縛モデルの２種類に対して，ラシュバ型スピン軌道相互作用を仮定して具体的な計算を行った．その際，不純物の効果として，電子の減衰定数（自己エネルギー）だけでなく，これまで考慮されてこなかったバーテックス補正までも考慮して，電子の一体状態と外場との結合をコンシステントに扱った．結果は，スピン軌道相互作用が交換分裂よりも小さいとき，自由電子モデルでは，フェルミ面が二枚ある場合にバーテクス補正の効果で非散逸的なSOTは消え，また散逸的なSOTはその係数の磁化方向依存性が消失することを見出した．他方，強束縛モデルではバーテクス補正を含めても散逸的・非散逸的なSOTが共に存在し，それらは磁化方向に強く依存することが分かった．

The purpose of this study is to clarify the systematic solution of the phenomenon of ferromagnetism based on the equation. Phys. Rev. B. Rev. This study is aimed at exploring the causes of current-induced polarization (SOT) in recent years. The same is true for heat transfer, which is expected to occur in the future. Weishi app is based on theoretical analysis of current and heat flux induced by SOT. The applicant shall make the following contributions: The interface of magnetic films is considered to be a general structure and orbital interaction, and the two-dimensional electron system is investigated to calculate the magnetization and orbital interaction. Second, the free electron orbital interaction is determined by two kinds of strongly bound electrons on the square lattice. In the case of impurities, the attenuation of electrons is determined by the number of impurities (self-generated electrons). In the case of impurities, the attenuation of electrons is determined by the number of impurities. In the case of impurities, the attenuation of electrons is determined by the number of electrons. In the case of impurities, the attenuation of electrons is determined by the number of impurities. The results show that the magnetization dependence of the coefficient of the SOT of the free electron is eliminated when the orbital interaction of the free electron is exchanged and split, and the free electron is separated from the free electron. The other side, strong binding, strong binding.

项目成果

Microscopic calculation of Rashba spin-orbit torques

Rashba 自旋轨道扭矩的微观计算

• 发表时间: 2015
• 作者: J. Fujimoto and H. Kohno

Transport Properties of Dirac Ferromagnet

狄拉克铁磁体的输运特性

• DOI: 10.1103/physrevb.90.214418
• 发表时间: 2014
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: 藤本博志;天田順也;宮島孝幸;Junji Fujimoto and Hiroshi Kohno
• 通讯作者: Junji Fujimoto and Hiroshi Kohno

Rashba スピン軌道トルクの微視的計算

Rashba自旋轨道扭矩的微观计算

• 发表时间: 2015
• 作者: 吉野慎吾;大畠梧郎;沈用球;石原一;溝口幸司;藤本純治，河野 浩
• 通讯作者: 藤本純治，河野 浩

ディラック強磁性体の輸送係数

狄拉克铁磁材料的输运系数

• 发表时间: 2013
• 作者: 藤本純治;河野浩
• 通讯作者: 河野浩

“ディラック強磁性体の輸送係数に対するバーテクス補正の効果”

“顶点校正对狄拉克铁磁体输运系数的影响”

• 发表时间: 2014
• 作者: T. Katsura;A. M. Nakamura;A. Takabe;T. Okamoto;K. Sangen;S. Hasegawa;X. Liu;and T. Mashimo;藤本純治，河野 浩
• 通讯作者: 藤本純治，河野 浩