Real-time analysis of the spinmotive force due to domain wall motion

磁壁運動によるスピン起電力の実時間解析

家田 淳一   ; 前川 禎通; 山根 結太

Ieda, Junichi; Maekawa, Sadamichi; Yamane, Yuta

スピン起電力は、被一様磁化構造の実時間ダイナミクスを反映する。われわれは、数値シミュレーションを用いて磁壁移動に伴うスピン起電力の実時間解析を行い、磁壁運動の運動状態が非線形な場合においてもスピン起電力のDC成分は外部磁場に比例することを見いだした。外部磁場の強度を増やしていくと、出力起電力にスパイク状の信号が現れる。これは、磁壁内部にある磁気渦コアの生成・消滅現象に対応することを明らかにした。また、出力起電力と外部磁場の比例係数から、スピン分極率が求められる。この手法を用いることでさまざまな物質のスピン分極率を精確に決定することが可能である。

Spinmotive force, which is induced by motion of a nonuniform magnetic nanostructure, reflects real time dynamics of the magnetization texture. Using numerical simulations we study the spinmotive force associated with domain wall motion and find that its dc component scales with an applied magnetic field even in a field range where the wall motion is no longer associated with periodic angular rotation of the wall magnetization. As the field is increased, spikes in the voltage signals start to appear, which are mainly associated with vortex core nucleation and annihilation. At high fields, the slope of the generated dc voltage with the applied field is expected to be only dependent on the spin polarization of conduction electrons and thus can be used to accurately determine the degree of spin polarization in various materials.