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のワイル電子を活用したスピン制御荒木 康史; 家田 淳一
まぐね, 20(1), p.12 - 17, 2025/02
スピントロニクスにおいて、スピンの電気的操作に際して発生する電力損失は大きな課題である。このジュール発熱を回避する過程として、我々は電子状態のトポロジカル構造を組み込んだ電場誘起スピントルクの理論を構築した。このトポロジカルな寄与は散逸の影響を受けず、従来のスピン移行トルクに比べて単位電流あたりのトルク効率を著しく向上させる。本原理によるスピントルクの発現は、トポロジカルな電子系の典型例である「ワイル電子」を持つ、強磁性酸化物SrRuOにおける磁化反転実験によって検証された。
高梨 弘毅; 関 剛斎*
まぐね, 19(3), p.100 - 106, 2024/06
薄膜の垂直磁気異方性は、磁気記録のみならずスピントロニクスにおいても重要な役割を果たしている。本解説記事では、垂直磁気異方性に関して、磁気多層膜、規則合金膜、希土類遷移金属アモルファス合金多層膜、不均一膜やグラニュラー膜など、垂直磁化を持つ具体例を示しながら、基礎からこれまでの研究、そして最近の研究動向を概説する。それぞれの具体例について、構造対称性の破れによる界面磁気異方性、ひずみによる磁気弾性異方性、バルクの結晶磁気異方性、原子の方向性規則配列などの垂直磁気異方性の物理的起源を議論する。
山根 結太*; 家田 淳一
まぐね, 13(5), p.235 - 241, 2018/10
We overview the recent theoretical development on spin-transfer torque in antiferromagnetic nanostructures and related subjects. As antiferromagnetic materials are generating more attention lately due to their potential to play pivotal roles in spintronics applications, demands are rising for reliable methods to control and detect antiferromagnetic textures and their dynamics. While antiferromagnets are largely insensitive to external magnetic fields in general, electrical means are proving to be capable of offering promising ways to access the antiferromagnetic dynamics. We discuss in this article the possibility of manipulation and observation of dynamical antiferromagnetic textures by electrical current and voltage.
大沼 悠一; 松尾 衛*; 前川 禎通; 齊藤 英治
まぐね, 12(5), p.217 - 224, 2017/10
熱とスピンの相互変換現象であるスピンゼーベック効果及びスピンペルチェ効果について微視的理論に基づき議論を行う。まずはじめに、熱流からスピン流を生成するスピンゼーベック効果について議論する。スピンゼーベック効果の最近の進展を紹介し、フェリ磁性体でのスピンゼーベック効果の符号反転について説明する。次に、スピン流による熱流生成法であるスピンペルチェ効果について議論する。最後に、スピンゼーベック効果とスピンペルチェ効果がオンサーガの相反関係によってまとめられることを示し、スピンと熱の輸送に関するケルビンの関係式を導出する。
櫻井 浩*; 伊藤 真義*; 安居院 あかね
まぐね, 6(5), p.270 - 276, 2011/10
磁気コンプトン散乱による磁性材料の研究は、1986年にM. J. Cooperが放射光を用いてFeのスピン状態を測定してから放射光施設の発展とともに進展してきた。これまで、3d遷移金属・合金、3d遷移金属-4f希土類化合物、アクチナイド化合物など、その対象範囲は多岐に広がっている。今後、コンプトン散乱を用いた測定は原子レベルでの磁気物性解析手法として、新しい磁石材料開発やスピントロニクスデバイスの開発に有用であると考えている。本論文では、垂直磁化膜に着目した最近の成果について、(1)磁気多層膜の波動関数の異方性の測定結果と垂直磁気異方性について、(2)さらに、3d遷移金属-4fアモルファス合金垂直磁化膜のスピン選択磁気ヒステリシスについて紹介する。
安立 裕人; 前川 禎通
まぐね, 5(6), p.256 - 263, 2010/06
Recent progress in the field of thermoelectrics and thermo-spintronics is reviewed by focusing on the role of spins. Two topics are discussed, i.e., the manipulation of the spin degrees of freedom to enhance the thermoelectric effect, and the observation of the spin Seebeck effect. In the first part of the review, we introduce cobalt oxide as a superior thermoelectric material, and clarify why it has a large Seebeck effect. In the latter half, we discuss the recently observed spin Seebeck effect, and argue that a scenario based on thermal spin current mediated by spin-wave excitations can account for the observed phenomenon.
平野 辰巳*; 武田 全康
まぐね, 4(1), p.38 - 42, 2009/01
多層膜構造を持つ高性能な磁気デバイスを作るうえで、界面の磁気構造がデバイスの最終性能に与える影響が大きいので、その構造情報を得ることは重要である。この解説記事では、そのような界面の磁気構造情報を解析するための偏極中性子反射率法について解説するとともに、中性子反射率法を用いた磁気デバイスの開発研究の将来像に触れる。
