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Lee, S.*; 仲田 光樹; Tchernyshyov, O.*; Kim, S. K.*
Physical Review B, 107(18), p.184432_1 - 184432_12, 2023/05
被引用回数：5 パーセンタイル：87.72(Materials Science, Multidisciplinary)超対称量子力学に基づき、反強磁性スカーミオン構造を有する磁壁中のマグノンのトポロジカル量子輸送物性を明らかにする。スカーミオン型の磁気構造を有する磁壁中を伝搬するマグノンは、一種のゲージ場として作用する有効磁場を獲得する。そこで、この有効磁場中でのマグノンの反射・屈折現象を超対称量子力学に基づいて解析し、その伝搬および束縛マグノン状態を明らかにする。そして、ラウダウアー公式を用いて、磁壁のカイラリティが増加するにつれてマグノンによる熱流が減少することを明らかにする。本研究はスピンホール効果を活用した熱流の制御方法を理論的に提案する。
山ノ内 道彦*; 荒木 康史; 酒井 貴樹*; 植村 哲也*; 太田 裕道*; 家田 淳一
Science Advances (Internet), 8(15), p.eabl6192_1 - eabl6192_6, 2022/04
被引用回数：7 パーセンタイル：80.16(Multidisciplinary Sciences)強磁性ワイル金属SrRuOにおける、電流によって磁壁に作用する大きな有効磁場
を報告する。電流密度に対するの比率は、非単調な温度依存性を示し、従来のスピン移行トルクおよびスピン軌道トルクの比率を上回っていることが示される。この増強効果は、磁壁に電場が印加されたときに、ワイル点の周りに出現するワイル電子によって磁壁に作用するトポロジカルホールトルク(THT)によってよく説明される。電流密度に対するTHTから生じるの比率は、金属系で報告されているスピン移行トルクおよびスピン軌道トルクから生じるものよりも1桁以上高く、THTが スピントロニクスデバイスにおける磁化の操作においてエネルギー効率の良い方法を提供する可能性があることを示している。
荒木 康史; 渡邊 成*; 野村 健太郎*
Journal of the Physical Society of Japan, 90(9), p.094702_1 - 094702_9, 2021/09
被引用回数：1 パーセンタイル：15.97(Physics, Multidisciplinary)磁性を持つ線ノード半金属はいくつかの化合物で理論的および実験的に確認されているが、一方で、その磁気秩序と電子の性質の間の関係性についての理解は進んでいない。本研究では磁性線ノード半金属のバルク及び境界面における電子の性質を理解することを目的として、トポロジカルディラック半金属(TDSM)に磁性を導入した系を数値的および解析的に取り扱う。TDSMはスピン縮退したディラック点のペアを持つ物質であり、
及び
等が知られている。TDSMの格子模型で電子スピンに結合した磁化を導入してバンド構造を計算することにより、TDSMは磁化の向き及び結合定数に依存して、ワイル半金属または線ノード半金属のいずれかに転移することが示された。これによって得られた磁性線ノード半金属相の電子状態を計算することにより、境界面においては線ノードに対応したドラムヘッド型バンド構造を持つゼロモードが現れることが示された。この境界モードはバルクの整数
トポロジカル数により特徴づけられるものであり、磁壁に局在して現れることが見出された。
Jiang, N.*; 新居 陽一*; 有沢 洋希*; 齊藤 英治; 大江 純一郎*; 小野瀬 佳文*
Physical Review Letters, 126(17), p.177205_1 - 177205_5, 2021/04
被引用回数：4 パーセンタイル：48.26(Physics, Multidisciplinary)Chirality in a helimagnetic structure is determined by the sense of magnetic moment rotation. We found that the chiral information did not disappear even after the phase transition to the high-temperature ferromagnetic phase in a helimagnet MnP. The 2nd harmonic resistivity 
, which reflects the breaking down of mirror symmetry, was found to be almost unchanged after heating the sample above the ferromagnetic transition temperature and cooling it back to the helimagnetic state. The application of a magnetic field along the easy axis in the ferromagnetic state quenched the chirality-induced . This indicates that the chirality memory effect originated from the ferromagnetic domain walls.
今井 正樹; 中堂 博之; 松尾 衛; 前川 禎通; 齊藤 英治
Physical Review B, 102(1), p.014407_1 - 014407_5, 2020/07
被引用回数：6 パーセンタイル：38.16(Materials Science, Multidisciplinary)The angular momentum compensation temperature 
of ferrimagnets has attracted much attention because of high-speed magnetic dynamics near . We show that NMR can be used to investigate domain wall dynamics near in ferrimagnets. We performed 
Fe-NMR measurements on the ferrimagnet HoFe
O
with = 245 K. In a multi-domain state, the NMR signal is enhanced by domain wall motion. We found that the NMR signal enhancement shows a maximum at in the multi-domain state. The NMR signal enhancement occurs due to increasing domain-wall mobility toward . We develop the NMR signal enhancement model involves domain-wall mobility. Our study shows that NMR in multi-domain state is a powerful tool to determine , even from a powder sample and it expands the possibility of searching for angular momentum-compensated materials.
荒木 康史
Annalen der Physik, 532(2), p.1900287_1 - 1900287_16, 2020/02
被引用回数：37 パーセンタイル：88.41(Physics, Multidisciplinary)Recent theoretical and experimental attempts have been successful in finding magnetic Weyl semimetal phases, which show both nodal-point structure in the electronic bands and magnetic orders. Beyond uniform ferromagnetic or antiferromagnetic orders, nonuniform magnetic textures, such as domain walls and skyrmions, may even more enrich the properties of the Weyl electrons in such materials. This article gives a topical review on interplay between Weyl electrons and magnetic textures in those magnetic Weyl semimetals. The basics of magnetic textures in non-topological magnetic metals are reviewed first, and then the effect of magnetic textures in Weyl semimetals is discussed, regarding the recent theoretical and experimental progress therein. The idea of the fictitious "axial gauge fields" is pointed out, which effectively describes the effect of magnetic textures on the Weyl electrons and can well account for the properties of the electrons localized around magnetic domain walls.
山ノ内 道彦*; 小山田 達郎*; 佐藤 晃一*; 太田 裕道*; 家田 淳一
IEEE Transactions on Magnetics, 55(7), p.1400604_1 - 1400604_4, 2019/07
被引用回数：4 パーセンタイル：27.05(Engineering, Electrical & Electronic)We investigated the coercive field 
for Domain Wall (DW) motion as a function of the current 
in the ferromagnetic oxide SrRuO, a model system with narrow DWs for fabricating high-density spintronics devices. The DW is moved by in the direction of the current, and is modulated linearly in . This linear relationship is consistent with an effective magnetic field 
driving the DW. The direction of DW motion and the magnitude of are well described by a model based on the field-like torque arising from the spin relaxation of conduction electrons in the DW.
深見 俊輔*; 家田 淳一; 大野 英男*
Physical Review B, 91(23), p.235401_1 - 235401_7, 2015/06
被引用回数：22 パーセンタイル：66.54(Materials Science, Multidisciplinary)コバルト・ニッケル多層膜によって形成されたナノ細線における磁壁の熱安定性を調査し、その熱安定性を支配する有効体積の解析を行う。ある臨界細線幅以上では磁壁のピン留め脱出が部分体積の励起によって開始されること、またその臨界幅は細線厚みに依存することを見出した。これらの観測結果は、磁壁ピン留め脱出の臨界電流値の分布とも整合しており、ゼーマンエネルギーと弾性エネルギーのバランスを考慮することで定性的に記述できる。
家田 淳一; 山根 結太*
no journal, ,
電流によるスピントルクで磁化構造が運動状態になると、その反作用としてスピン起電力が生じる。この一連の過程を回路に生じたインダクタンスと見なす、いわゆる「創発インダクタンス」に注目が集まっている。目下の課題として、インダクタンスの符号が正負どちらも観測されており、その物理機構の解明が求められている。本講演では、モデル系として周期ポテンシャル中にトラップされた磁壁の交流電流駆動を集団座標の方法で調べ、上述の課題に対する見解を示す。
酒井 貴樹*; 山ノ内 道彦*; 荒木 康史; 植村 哲也*; 太田 裕道*; 家田 淳一
no journal, ,
Current-induced domain wall (DW) motion is one of schemes for electrical manipulation of magnetization direction in spintronics devices. Current density required for the DW motion in a ferromagnetic oxide SrRuO (SRO) is 1-2 orders of magnitude lower than that in ferromagnetic metals, and we have shown that the applied current acts as an effective magnetic field Heff on the DW in SRO. To elucidate the origin of the Heff, we investigated Heff in wide temperature range. The ratio of Heff acting on the DW to current increases with decreasing temperature around the ferromagnetic transition temperature, whereas it shows nonmonotonic temperature dependence at low temperatures. Since SRO has many Weyl points near Fermi level and transverse resistance shows nonmonotonic temperature dependence originating from Berry curvature arising from Weyl points, Weyl fermions can affect the DW motion.
Lee, S.*; 仲田 光樹; Tchernyshyov, O.*; Kim, S. K.*
no journal, ,
超対称量子力学に基づき、反強磁性スカーミオン構造を有する磁壁中のマグノン輸送理論を構築する。スカーミオン型の磁気構造により、マグノンは有効ゲージ場として作用する創発磁場を獲得する。そこで、この有効磁場中でのマグノンの反射・屈折現象を超対称量子力学に基づいて解析し、その伝搬および束縛マグノン状態を明らかにする。そして、磁壁のカイラリティが増加するにつれてマグノンによる熱流が減少することをラウダウアー公式を用いて明らかにし、スピンホール効果を活用した熱流の制御方法を提案する。
