Spinmotive force

スピン起電力

家田 淳一   ; 前川 禎通

Ieda, Junichi; Maekawa, Sadamichi

この章では、磁気伝導体のスピン流と電圧を発生させる新しい概念であるスピン起電力(SMF)について概説する。SMFは、伝導スピンと磁化の間の交換相互作用を介して磁気ナノ構造に誘起され、断熱的,非断熱的、およびそれらのスピン-軌道結合等価物の様々なタイプのスピン電界が見出されている。実験では、スピン軌道結合の寄与を含め断熱的SMFが観察されているが、非断熱効果の検出はいまだ困難である。SMFは、磁化ダイナミクスの電気的検出を提供するため、通常の方法では困難であった反強磁性体のダイナミクスを検出することができるなど様々な応用につながると期待される。

This chapter reviews spinmotive force (SMF), which is an emerging concept that is responsible for generating spin current and electric voltage in magnetic conductors. The SMF is induced in magnetic nanostructures via the exchange interaction between conduction spin and magnetization. Various types of the spin electric fields are found: adiabatic, nonadiabatic, and their spin-orbit coupled equivalents. In experiment, the adiabatic contributions with/without spin-orbit coupling have been observed whereas detecting nonadiabatic effects is challenging. The SMF offers electrical detection of magnetization dynamics, which would allow us to monitor the elusive dynamics of antiferromagnets.