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森 道康; Ziman, T.*
IEEE Transactions on Magnetics, 59(11), p.1300505_1 - 1300505_5, 2023/11
被引用回数：0 パーセンタイル：0(Engineering, Electrical & Electronic)We introduce a simple model for the ferrimagnetic non-collinear "magnetic umbrella" states of rare-earth iron garnets (REIG), common when the rare-earth moments have non-zero orbital angular momentum. The spin-wave excitations are calculated within linear spin wave theory and temperature effects via mean-field theory. By the symmetry of the model, only one rare earth mode hybridizes, inducing a gap at zero wave number and level repulsion at finite frequency. At the compensation point, the hybridization gap closes and finally, as we approach the N
el temperature, the hybridization gap appears to reopen. The chirality of the lowest mode changes its sign around the frequency at which the level repulsion occurs. This is important to estimate the spin current generation in REIGs.
Chen, J.*; 山本 慧; Zhang, J.*; Ma, J.*; Wang, H.*; Sun, Y.*; Chen, M.*; Ma, J.*; Liu, S.*; Gao, P.*; et al.
Physical Review Applied (Internet), 19(2), p.024046_1 - 024046_9, 2023/02
被引用回数：6 パーセンタイル：87.72(Physics, Applied)Coherent coupling in magnon based hybrid system has many potential applications in quantum information processing. Magnons can propagate in magnetically ordered materials without any motion of electrons, offering a unique method to build low-power-consumption devices and information channels free of heat dissipation. In this article, we demonstrate the coherent propagation of hybridized modes between spin waves and Love surface acoustic waves in a multiferroic BiFeO
and ferromagnetic La
Sr
MnO based heterostructure. The magneto-elastic coupling enables a giant enhancement of strength of the hybridized mode by a factor of 26 compared to that of the pure spin waves. A short wavelength down to 250 nm is demonstrated for the hybridized mode, which is desirable for nanoscale acousto-magnonic applications. Our combined experimental and theoretical analyses represent an important step towards the coherent control in hybrid magnonics, which may inspire the study of magnon-phonon hybrid systems for coherent information processing and manipulation.
Heussner, F.*; Talmelli, G.*; Geilen, M.*; Heinz, B.*; Br
cher, T.*; Meyer, T.*; Ciubotaru, F.*; Adelmann, C.*; 山本 慧; Serga, A. A.*; et al.
Physica Status Solidi; Rapid Research Letters, 14(4), p.1900695_1 - 1900695_6, 2020/04
被引用回数：34 パーセンタイル：88.25(Materials Science, Multidisciplinary)The emerging field of magnonics employs spin waves and their quanta, magnons, to implement wave-based computing on the micro- and nanoscales. Multi-frequency magnon networks would allow for parallel data processing within single logic elements whereas this is not the case with conventional transistor-based electric logic. However, a lack of experimental proven solutions to efficiently combine and separate magnons of different frequencies has impeded the intensive use of this concept. In this Letter, the experimental realization of a spin-wave demultiplexer enabling frequency-dependent separation of magnetic signals in the GHz range is demonstrated. The device is based on two-dimensional magnon transport in the form of spin-wave beams in unpatterned magnetic films. The intrinsic frequency-dependence of the beam direction is exploited to realize a passive functioning obviating an external control and additional power consumption. This approach paves the way to magnonic multiplexing circuits enabling simultaneous information transport and processing.
Zhou, W.*; 関 剛斎*; 今村 裕志*; 家田 淳一; 高梨 弘毅*
Physical Review B, 100(9), p.094424_1 - 094424_5, 2019/09
被引用回数：6 パーセンタイル：32.35(Materials Science, Multidisciplinary)The generation of the spinmotive force (SMF) requires the temporal and spatial variations of the magnetic moments. We explore an approach to satisfy this requirement by creating asymmetry in a thin film structure along the out-of-plane direction, through the use of an exchange-coupled 
1
-FePt / Ni
Fe
bilayer element. As the spin wave is excited by rf magnetic field, a continuous dc voltage signal along the out-of-plane direction of the bilayer element appears. The sign of the voltage signal and its microwave power dependency agree with the theoretical framework of the SMF. The corresponding spin wave modes are revealed by carrying out the micromagnetic simulation. Our results demonstrate the generation of the SMF using a vertically structured element in addition to previously reported in-plane structured devices.
仲田 光樹; Kim, S. K.*; 高吉 慎太郎*
Physical Review B, 100(1), p.014421_1 - 014421_9, 2019/07
被引用回数：10 パーセンタイル：49.16(Materials Science, Multidisciplinary)巨視的磁化が無いため これまでスピントロニクス分野で見落とされていた「Neel磁気秩序を有する反強磁性絶縁体」に着目し、マグノンに宿る「トポロジカル量子物性」の創発・発芽機構をFloquet理論の観点から理論的に確立・解明した。特に 「マグノン」に特有の「電場誘起の幾何学的位相」を活用し、「時間反転対称性により保護されたトポロジカル物性」の制御・デザイン方法を確立した。本研究により 反強磁性絶縁体に固有の「非平衡トポロジカル物性」のレーザー制御・光デザインが実現可能になる。2018年に量子光学分野の発展に対してノーベル物理学賞が与えられたことに象徴される通り、昨今のレーザー技術の進展は目覚ましい。本研究はそうした「量子光学」分野と「マグノンスピントロニクス」分野を紡ぎ、両者に「光マグノンスピントロニクス」という新たな架け橋をかける革新的研究と位置づけられる。
山本 慧; Thiang, G. C.*; Pirro, P.*; Kim, K.-W.*; Everschor-Sitte, K.*; 齊藤 英治*
Physical Review Letters, 122(21), p.217201_1 - 217201_5, 2019/05
被引用回数：25 パーセンタイル：82.64(Physics, Multidisciplinary)We propose a topological characterization of Hamiltonians describing classical waves. Applying it to the magnetostatic surface spin waves that are important in spintronics applications, we settle the speculation over their topological origin. For a class of classical systems that includes spin waves driven by dipole-dipole interactions, we show that the topology is characterized by vortex lines in the Brillouin zone in such a way that the symplectic structure of Hamiltonian mechanics plays an essential role. We define winding numbers around these vortex lines and identify them to be the bulk topological invariants for a class of semimetals. Exploiting the bulk-edge correspondence appropriately reformulated for these classical waves, we predict that surface modes appear but not in a gap of the bulk frequency spectrum. This feature, consistent with the magnetostatic surface spin waves, indicates a broader realm of topological phases of matter beyond spectrally gapped ones.
chains in CaYCu
O
松田 雅昌; 加倉井 和久; Yethiraj, M.*; 岡 邦彦*
Journal of the Physical Society of Japan, 74(5), p.1578 - 1581, 2005/05
被引用回数：3 パーセンタイル：26.63(Physics, Multidisciplinary)CaYCuOは辺共有CuO鎖を有する物質であり、低温において反強磁性相転移を示す。スピン構造は鎖内で強磁性的、鎖間で反強磁性的である。CaYCuOにおいて詳細な中性子非弾性散乱実験を行ったところ、鎖方向にはゾーン中心では鋭い磁気励起が観測されるが、中心から離れるにしたがって磁気励起のピーク幅の増加が見られた。さらに、高エネルギー領域でもう一つのブロードな励起モードを観測した。これらは古典スピン波理論では説明不可能な新しい現象である。
chains of Ca
Y
CuO松田 雅昌; 加倉井 和久; 黒木 章悟*; 工藤 一貴*; 小池 洋二*; 山口 博隆*; 伊藤 利充*; 岡 邦彦*
Physical Review B, 71(10), p.104414_1 - 104414_8, 2005/03
被引用回数：13 パーセンタイル：49.91(Materials Science, Multidisciplinary)CaYCuOは辺共有CuO鎖を有する物質であり、低温において反強磁性相転移を示す。スピン構造は鎖内で強磁性的、鎖間で反強磁性的である。CaYCuOにおいて詳細な中性子非弾性散乱実験を行ったところ、鎖方向にはゾーン中心では鋭い磁気励起が観測されるが、中心から離れるに従って磁気励起のピーク幅の増加が見られた。また、この磁気励起の温度依存性,ホール濃度依存性について調べた結果、鎖に垂直方向の相互作用は温度上昇,ホールドープとともに減少するが、鎖方向の相互作用はほとんど変化しないことがわかった。さらに、高ホール濃度領域では、ホールの部分的秩序化を示唆する結果を得た。この結果から、高ホール濃度領域で見られるスピングラス的振る舞いの起源がフラストレーションによるものではなく、ホールの相分離により反強磁性クラスターができるためであることが明らかになった。
荒木 新吾; 目時 直人; Thamizhavel, A.*; 大貫 惇睦
Journal of Physics; Condensed Matter, 15(23), p.S2179 - S2182, 2003/07
CeAgSb(正方晶ZrCuSi型)はT
=9.6Kで[001]方向に強磁性モーメント0.4
/Ceを伴う磁気秩序を示す。磁気秩序状態における[100]方向の磁化は磁場に対して直線的に増加し、3T付近に折れ曲がりが見られ、3Tでは自発磁化より大きな値,約1.2/Ceに達する。この[100]方向の大きなモーメント・磁化の折れ曲がりの起源を明らかにするため中性子散乱の実験を行った。CeAgSbの単結晶・粉末試料を用いた弾性散乱の実験では、T以下において[100]方向に0.4/Ceの強磁性モーメントのみが観測され、基底状態は単純な強磁性であると結論づけられる。非弾性散乱では、5.2meVと12.5meVに結晶場励起が観測された。また、T以下では明瞭なスピン波励起を観測しており、強磁性的な相互作用でその分散を説明することができる。磁場中実験の結果、磁化の折れ曲がりは[100]方向の秩序モーメントの消失に起因するものであることがわかり、異方的な相互作用と結晶場を考慮すると、磁化・磁化率・磁歪などが統一的に理解できることがわかった。
-localized ferromagnet CeAgSb荒木 新吾; 目時 直人; Galatanu, A.; 山本 悦嗣; Thamizhavel, A.*; 大貫 惇睦
Physical Review B, 68(2), p.024408_1 - 024408_9, 2003/07
被引用回数：47 パーセンタイル：84.79(Materials Science, Multidisciplinary)CeAgSb(正方晶ZrCuSi型)はT=9.6Kで[001]方向に強磁性モーメント0.4
/Ceを伴う磁気秩序を示す。磁気秩序状態における[100]方向の磁化は磁場に対して直線的に増加し、3T付近に折れ曲がりが見られ、3Tでは自発磁化より大きな値、約1.2/Ceに達する。この[100]方向の大きなモーメント・磁化の折れ曲がりの起源を明らかにするため中性子散乱の実験を行った。CeAgSbの単結晶・粉末試料を用いた弾性散乱の実験では、T以下において[100]方向に0.4/Ceの強磁性モールントのみが観測され、基底状態は単純な強磁性であると結論づけられる。非弾性散乱では、5.2meVと12.5meVに結晶場励起が観測された。また、T以下では明瞭なスピン波励起を観測しており、強磁性的な相互作用でその分散を説明することができる。磁場中実験の結果、磁化の折れ曲がりは[100]方向の秩序モーメントの消失に起因するものであることがわかり、異方的な相互作用と結晶場を考慮すると、磁化・磁化率・磁歪などが統一的に理解できることがわかった。
Pd
Si
立岩 尚之*; 目時 直人; 小池 良浩; 及川 健一; 木村 憲彰*; 小松原 武美*; 青木 晴善*
Journal of the Physical Society of Japan, 70(8), p.2425 - 2436, 2001/08
被引用回数：14 パーセンタイル：61.76(Physics, Multidisciplinary)UPdSiは、その局在的な5f電子状態の存在が、帯磁率のキュリー則,磁気転移点における弾性定数C44のソフト化によってその可能性が示されていた。今回、中性子散乱実験よる結晶場励起及びスピン波励起の観察から、この物質の局在的な5f電子状態の存在を実験的に明らかにした。また弾性散乱実験によって、19Kでは8cサイトのウランが反強磁性転移を示し、2Kで4aサイトのウランが強磁性転移を示すことを明らかにした。このように、異なる転移温度で局在f電子に伴う強磁性秩序と反強磁性秩序が共存する化合物はこの物質が初めてである。
Pt山口 泰男*; 安井 祐之*; 舩橋 達; 山田 玄彦*; 大橋 正義*; 金子 武次郎*
Physica B; Condensed Matter, 180-181, p.235 - 237, 1992/00
被引用回数：6 パーセンタイル：39.32(Physics, Condensed Matter)MnPtは483K以下の温度で、スピンが反平行に配列した反強磁性秩序が生じるが、415K以下では三角配置に転移する。これら2つの磁気相で、中性子非弾性散乱によって測定したスピン波の実験について報告する。三角配置では、波動ベクトルqが0のところで、2つの音響型スピン波を観測した。理論的には3つの分枝があるが、q=0で2つが縮退している。これらの対応から2つのモードの交換硬度定数を求めた。反平行配列では、音響型と光学型の2つの分枝があるが、エネルギーの低い音響型分枝だけが観測でき、これに対応する交換硬度定数を求めた。これらの結果から磁気相転移の機構等について論ずる。
飯泉 仁; 遠藤 康夫*
JAERI-M 8719, 125 Pages, 1980/03
JRR-2、3を使い、原研物理部、諸大学研究機関によって行われた中性子散乱研究の、1年間の成果をまとめたプログレス・レポートで、51篇の小論文と、出版された文献のリストを収録してある。
濱口 由和; 飯泉 仁; 遠藤 康夫*
JAERI-M 8009, 129 Pages, 1978/12
JRR-2,3を使い、原研物理部、諸大学研究機関によって行われた中性子散乱研究の、1年間の成果をまとめたプログレス・レポートで、51篇の小論文と、出版された文献のリストを収録してある。
別役 広
Solid State Communications, 26(6), p.345 - 348, 1978/06
被引用回数：4MnO中の磁気励起を、中性子飛行時間法と3軸法を用いて調べた。常温相でのスピン波状の励起の存在が二つの方法によって確かめられた。この様な励起は、異方性が存在する時に常磁性スピン波を予想するginzburgの理論と密接な関連があることが試論された。
濱口 由和; 飯泉 仁; 遠藤 康夫*
JAERI-M 7408, 90 Pages, 1977/11
JRR-2,3を使い、原研物理部、諸大学研究機関によって行われた中性子散乱研究の、1年間の成果をまとめたもので、39篇の小論文を収録してある。
F別役 広; 濱口 由和
Journal of the Physical Society of Japan, 37(4), p.975 - 982, 1974/04
被引用回数：3中性子非弾性散乱の実験を行うことにより、KMFの散乱函数の温度変化を調べた。3.4T
では、実験で求めた散乱函数は、常磁性体の高温での挙動に特徴的な分布を示した。温度が下がると共に、散乱函数のエネルギー分布に三つの山が現れた。外側の二つの山はスピン波によるものであることが分った。この実験から、KMFの常磁性相にはスピン波に似たモードが存在していることが確かめられた。
Fe
O
の低エネルギースピン波社本 真一; 松浦 直人*; 赤津 光洋*; 伊藤 孝; 森 道康; 梶本 亮一; 河村 聖子; 柴田 薫; 根本 祐一*; 前川 禎通
no journal, ,
スピントロニクスでよく用いられる磁性体のY
FeO(YIG)のスピン波の動的磁化率
を絶対値で求めたので報告する。
社本 真一; 伊藤 孝; 森 道康; 前川 禎通; 梶本 亮一; 稲村 泰弘; 中村 充孝; 河村 聖子; 柴田 薫; 松浦 直人*; et al.
no journal, ,
YFeO(YIG)の動的磁化率についてはこれまで報告例がないことから、J-PARC/MLFの中性子非弾性散乱装置を用いて得られたスピン波の動的磁化率について報告する。
FeOスピン波と音波・熱流効果社本 真一; 松浦 直人*; 赤津 光洋*; 伊藤 孝; 森 道康; 梶本 亮一; 中村 充孝; 河村 聖子; 柴田 薫; 根本 祐一*; et al.
no journal, ,
YIGのスピン波強度をJ-PARC/MLFの中性子非弾性散乱装置DNA, 4SEASONSおよびAMATERASを用いて測定してきたが、それに加えて超音波によるスピン波を(220)付近で測定したところ、超音波によるスピン波強度の増大が観測された。
