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論文

Giant spin Hall effect of Au films with Pt impurities; Surface-assisted skew scattering

Gu, B.; Ziman, T.*; Guo, G.-Y.*; 永長 直人; 前川 禎通

Journal of Applied Physics, 109(7), p.070502_1 - 070502_3, 2011/03

表面で発生するスキュー散乱の効果を考えることにより、室温で巨大なスピンホール効果が現れることを理論的に示した。密度汎関数理論と量子モンテカルロ法を組合せ、さまざまな金の中におけるプラチナ不純物によるスピンホール効果を調べた。バルクの金ではスピンホール角は小さいにもかかわらず、金の(111)面において、スピンホール角が0.1よりも大きくなりうること、また金(001)面上では約半分に減少することを示した。この量子モンテカルロによる結果は、プラチナ不純物のスピン軌道相互作用が金の(001)面と(111)面において増大していることを示している。この現象は、プラチナの5dレベルは電荷ゆらぎによってフェルミレベルまで上昇するため、加えてバルクの金や金(001)面上においてはプラチナに対して1つのチャンネルだけであるが、金(111)面上では、2つのチャンネルが存在するために生じることを明らかにした。

論文

Spin transfer torque in MTJs with synthetic ferrimagnetic layers by the Keldysh approach

市村 雅彦*; 濱田 智之*; 今村 裕志*; 高橋 三郎*; 前川 禎通

Journal of Applied Physics, 109(7), p.07C906_1 - 07C906_3, 2011/03

 被引用回数:4 パーセンタイル:20.9(Physics, Applied)

Based on the Keldysh Green's function method within the tight-binding model, the spin transfer torque is analyzed in a magnetic tunnel junction with a synthetic ferrimagnetic (SyF) free layer in the ballistic regime. The spin transfer torque exerted on the magnetizations of ferromagnetic bilayers in the SyF free layer tends to rotate the magnetizations in the same direction as a combined motion of the SyF free layer regardless of the bias direction. This rotation causes a reduction of the critical current for the magnetization switching of the SyF free layer which is consistent with experimental observations.

口頭

Equations-of-motion approach of spin-motive force

山根 結太; 家田 淳一; 大江 純一郎; Barnes, S. E.*; 前川 禎通

no journal, , 

Here, we formulate a quantitative theory of the spin-motive force by studying an equation of motion of an electron, which enables us to gain better understanding of its origin. In ferromagnetic metals, the electron spin prefers to be parallel with local magnetization because of the exchange coupling. We show, however, when the magnetization dynamics depends both on time and space, there arises a misalignment between them. We find that the misalignment causes a spin dependent force, which accelerates the electrons in a direction in which the exchange energy is lower. We obtain the general formula of the spin-motive force, and show the results of numerical simulations in a variety of ferromagnetic nanostructures.

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