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論文

Interaction between surface acoustic waves and spin waves in a ferromagnetic thin film

山本 慧; Xu, M.*; Puebla, J.*; 大谷 義近*; 前川 禎通*

Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 545, p.168672_1 - 168672_10, 2022/03

We present a theoretical description of magnon-phonon interactions in a multi-layer structure containing a ferromagnetic thin film. The formalism is applicable to an arbitrary direction of external magnetic field and various types of acoustic waves including Rayleigh and Love surface modes. A particular attention is paid to the spatial profile of the acoustic wave modes and analytical expressions for the effective coupling coefficients are derived taking into account the degree of mode profile overlap between spin waves and acoustic waves. The results are applied to reproduce a strongly anisotropic and non-reciprocal linewidth of acoustic ferromagnetic resonance reported in a recent experiment.

論文

Skyrmion-generated spinmotive forces in inversion broken ferromagnets

山根 結太*; 家田 淳一

Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 491, p.165550_1 - 165550_5, 2019/12

 被引用回数:0 パーセンタイル:0(Materials Science, Multidisciplinary)

We present an analytical study on the spinmotive force (SMF) generated by translational motion of magnetic skyrmion. A SMF refers to an electrical voltage induced by dynamical magnetic textures, which reflects the spatiotemporal variation of the magnetization. The dynamics of a skyrmion thus can be detected by a SMF measurement, which may play an important role in future skyrmion-based technologies. We find the dependence of the SMF on skyrmion structure (e.g., skyrmion or anti-skyrmion, Neel or Bloch type, and the polarity of the skyrmion core) and Rashba and Dresselhaus spin-orbit couplings (SOCs). To this end, we derive explicit formulae for the spin-dependent electric fields originating from the two SOCs. Our findings offer a comprehensive understanding of the phenomenon and an estimation of the electrical voltage signal associated with a moving skyrmion for a given experiment.

論文

Magnetic excitations and transport properties in frustrated ferromagnetic chain

大西 弘明

Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 479, p.88 - 90, 2019/06

 被引用回数:1 パーセンタイル:0(Materials Science, Multidisciplinary)

In a spin nematic state of a spin-1/2 frustrated ferromagnetic chain, low-energy excitations are governed by bound magnons, so that bound magnons carry spin current and thermal current. Regarding magnetic excitations, we find gapless longitudinal and gapped transverse spin excitation spectra, in accordance with quasi-long-range longitudinal and short-range transverse spin correlations, respectively, while we observe gapless quadrupole excitations, signaling quasi-long-range quadrupole correlations. In the present work, we investigate spin and thermal transport properties by exploiting numerical methods, such as exact diagonalization and density-matrix renormalization group. We will discuss the effects of bound magnon propagation in spin and thermal transport, based on detailed analyses of current-current correlation functions in the spin nematic ground state, and temperature and field dependencies of the spin Drude weight and the thermal Drude weight.

論文

Invariant incommensurate coherence length in spin-density-wave excitation of Cr$$_{0.99}$$Fe$$_{0.01}$$

平賀 晴弘*; 矢野 真一郎*; 福田 竜生

Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 469, p.629 - 632, 2019/01

 被引用回数:0 パーセンタイル:0(Materials Science, Multidisciplinary)

Low-energy magnetic excitation of spin-density wave (SDW) in a single crystal of Cr$$_{0.99}$$Fe$$_{0.01}$$ was measured using cold neutron triple-axis spectroscopy. Because of the unchanged incommensurability and the constant line width in 2.5 $$leqslanthbaromegaleqslant$$ 6 meV, the magnetic excitation could not be explained with a conventional dispersion of $$hbaromega_qpropto q$$. In this paper, we conjectured the presence of standing waves, which would be excited in local spin matrices. The effectively vertical dispersion was attributed to the longitudinal spin fluctuation in the spin matrices. A series of low-energy magnetic excitations in Cr alloys could be understood with the coexistence of the standing waves and progressive waves such as spin waves.

論文

Enhanced orbital magnetic moment in FeCo nanogranules observed by Barnett effect

緒方 裕大; 中堂 博之; Gu, B.; 小林 伸聖*; 小野 正雄; 針井 一哉; 松尾 衛; 齊藤 英治; 前川 禎通

Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 442, p.329 - 331, 2017/11

 被引用回数:5 パーセンタイル:57.14(Materials Science, Multidisciplinary)

The gyroscopic g factor, $$g'$$, of FeCo nanogranules embedded in a matrix of MgF$$_2$$ (FeCo-MgF$$_2$$) was determined by measuring the magnetic-field generation from a rotating sample due to the Barnett effect. The $$g'$$ value of the FeCo-MgF$$_2$$ is estimated to be 1.76 $$pm$$ 0.11. The orbital contribution to the magnetic moment in the FeCo nanogranules was found to be quite large compared with that in bulk FeCo, being consistent with a density-functional-theory calculation that shows that the orbital magnetic moment may increase at the FeCo/MgF$$_2$$ interfaces. The result suggests that the orbital magnetic moment is enhanced by symmetry breaking at the surface of the FeCo nanogranules.

論文

Three-dimensional magnetic domain structure in a model with exchange randomness

横田 光史

Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 432, p.532 - 538, 2017/06

 被引用回数:1 パーセンタイル:8.15(Materials Science, Multidisciplinary)

Surface magnetic domain structure can be different from internal one. Both of them are influenced by structural randomness. Three-dimensional numerical simulations are performed using a model with random exchange interactions and dipolar interactions on a lattice with the periodic boundary condition for the horizontal directions to simulate infinite system in the directions and with the free boundary condition for vertical direction (z) to represent the existence of surface. The lattice sizes are $$64times 64times (2L_z +1)$$ for $$L_z =1, 2, 4$$ and $$32times 32times (2L_z +1)$$ for $$L_z=8, 16$$. To simulate highly anisotropic materials, time dependent Ginzburg-Landau equation using a model with Ising symmetry is solved numerically. Dependence of magnetic domain patterns on thickness of the system and the degree of disorder is investigated for systems with small thickness. Magnetic structure factor for the surface layer is compared with that for the internal layer. The inverse of the wave number that gives the maximum value of the magnetic structure factor depends on the thickness of the system $$T$$ as $$T^{0.3}$$ approximately. The distribution of the local magnetization depends on the disorder rather differently for different thicknesses of the system.

論文

The Study of the magnetization process of Fe film by magnetic Compton scattering and M$"o$ssbauer spectroscopy

安居院 あかね; 増田 亮*; 小林 康弘*; 加藤 忠*; 柄本 俊*; 鈴木 宏輔*; 櫻井 浩*

Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 408, p.41 - 45, 2016/06

AA2015-0849.pdf:1.54MB

 被引用回数:4 パーセンタイル:26.78(Materials Science, Multidisciplinary)

本研究では磁気コンプトン散乱およびメスバーワー分光を用いてFe薄膜の磁化過程を詳細に調べた。磁気コンプトン散乱からスピン磁気モーメントと軌道磁気モーメントの磁化曲線を算出した。メスバーワースペクトルからは磁化と外部磁場のなす角の印加磁場依存性を調べた。これにより磁化曲線の振る舞いは磁化と外部磁場のなす角の変化と大きなかかわりがあることが分かった。

論文

What determines the sign of the spin Hall effects in Cu alloys doped with 5d elements?

Xu, Z.; Gu, B.; 森 道康; Ziman, T.*; 前川 禎通

Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 400, p.184 - 187, 2016/02

 被引用回数:3 パーセンタイル:20.49(Materials Science, Multidisciplinary)

We perform a systematical analysis of the spin Hall effect (SHE) in the Cu alloys doped with a series of 5d elements, by the combined approach of density functional theory and Hartree-Fock approximation. We find that not only the spin orbit interactions (SOI) in both the 5d and 6p orbitals, but also the local correlations in the 5d orbitals of the impurities, are decisive on the sign of the spin Hall angle (SHA). Including all of these three factors properly, we predict the SHA for each alloy in the series. The signs of CuIr and CuPt are sensitive to perturbation of the local correlations. This observation is favorable for controlling the sign of the transverse spin Hall voltage.

論文

Effects of exchange randomness on two-dimensional magnetic domain pattern formation

横田 光史

Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 385, p.119 - 123, 2015/07

 被引用回数:1 パーセンタイル:5.94(Materials Science, Multidisciplinary)

Magnetic domain pattern formation is known to be influenced by structural disorder. We perform numerical simulations using a model of two-dimensional magnetic domain pattern formation focusing on effects of exchange randomness. The model is a scalar model with exchange and dipolar interactions, which includes disorder in the exchange interactions. Morphological change of the patterns with the increase in the disorder is observed. The distribution of the local magnetization becomes broader with the increase of the disorder. For a definite realization of the randomness, many patterns can appear.

論文

Current-induced spin polarization on a Pt surface; A New approach using spin-polarized positron annihilation spectroscopy

河裾 厚男; 深谷 有喜; 前川 雅樹; Zhang, H.; 関 剛斎*; 吉野 達郎*; 齊藤 英治*; 高梨 弘毅*

Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 342, p.139 - 143, 2013/09

 被引用回数:19 パーセンタイル:67.23(Materials Science, Multidisciplinary)

電流通電下にある白金超薄膜表面におけるスピン偏極陽電子消滅を観測した。その結果、表面で形成されるオルソポジトロニウムの強度が通電方向に応じて変化することが明らかになった。この結果は、通電下において白金表面の伝導電子がスピン偏極していることを示唆している。その場合、伝導電子のスピン偏極率は1%以上であると推定される。

論文

Bias voltage dependence of tunneling magnetoresistance in granular C$$_{60}$$-Co films with current-perpendicular-to-plane geometry

境 誠司; 三谷 誠司*; 松本 吉弘; 圓谷 志郎; Avramov, P.; 大伴 真名歩; 楢本 洋*; 高梨 弘毅

Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 324(12), p.1970 - 1974, 2012/06

 被引用回数:3 パーセンタイル:16.62(Materials Science, Multidisciplinary)

Voltage-dependence of the tunneling magnetoresistance effect in the granular C$$_{60}$$-Co films has been investigated under the current-perpendicular-to-plane geometry. The transport measurements demonstrate that the granular C$$_{60}$$-Co films show unusually an exponential MR-V dependence. Small characteristic energies of less than 10's meV are derived from the temperature dependences of the characteristic voltage in the exponential relationship. Considering the voltage drops between Co nanoparticles and also the effect of cotunneling on the energy values, the characteristic energies for the voltage-induced degradation of the spin polarization are found to show a satisfactory agreement with that for the thermally-induced one. It can reasonably be expected that the onset of magnetic disorder to the localized d-electron spins at the interface region of the C$$_{60}$$-Co compound with Co nanoparticles will lead to the unusual voltage and temperature dependence of the MR ratio and the spin polarization.

論文

Magnetic circular dichroism of [Co/Pd] and [CoB/Pd] multilayered films

安居院 あかね; 朝日 透*; 佐山 淳一*; 水牧 仁一朗*; 田中 真人*; 逢坂 哲彌*

Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 320(22), p.3015 - 3018, 2008/11

 被引用回数:1 パーセンタイル:6.77(Materials Science, Multidisciplinary)

膜製作温度260$$^{circ}$$Cで作成された[Co/Pd]及び[CoB/Pd]多層膜についてCo L吸収端において軟X線吸収測定及び磁気円2色性測定を行った。試料はPd相の厚さによって磁化方向が変わり測定はに垂直磁化を示す膜厚のものからPd相を厚くして面内磁化を示すものまでを測定した。Co相にBを添加した場合としない場合についてミクロスコピックな磁気的性質が変化したので報告する。

論文

Resonant X-ray magnetic diffraction experiments on SmB$$_2$$C$$_2$$

稲見 俊哉; 本間 徹生*; 筒井 智嗣*; 犬童 健太郎*; 小野寺 秀也*; 石井 賢司; 大和田 謙二; 葛下 かおり*; 中尾 裕則*; 村上 洋一*

Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 310(2, Part1), p.748 - 750, 2007/03

われわれはSmB$$_2$$C$$_2$$$$T_{rm N2}$$=37Kと$$T_{rm N1}$$=51Kの逐次相転移を共鳴X線回折で調べた。強い共鳴回折がSmの$$L_3$$吸収端で$$T_{rm N2}$$以下では101反射に観測され、一方、中間相では、非整合な$${vec Q}$$=(1$$pmdelta$$, $$pmdelta$$,1)の位置に観測された($$delta$$=0.13)。したがって、SmB$$_2$$C$$_2$$の逐次相転移は整合-非整合磁気相転移であることがわかった。

論文

Fractal dimension in percolating Heisenberg antiferromagnets

伊藤 晋一*; 梶本 亮一; Adams, M. A.*; Bull, M. J.*; 岩佐 和晃*; 阿曽 尚文*; 吉澤 英樹*; 竹内 徹也*

Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 310(2, Part2), p.1549 - 1551, 2007/03

三次元パーコレーション・ハイゼンベルク反強磁性体RbMn$$_c$$Mg$$_{1-c}$$F$$_3$$における静的・動的性質を調べた。磁性イオン濃度がパーコレーション濃度$$c_P=0.312$$に近い試料を用いて、超格子点近傍をネール温度$$T_N$$より低い温度にて測定した。中性子回折実験により、弾性散乱成分の波数依存性は$$q^{-x}$$でよく表されることがわかった。さらに非弾性中性子散乱によって磁気フラクトンを測定したところ、観測されたフラクトンは$$q^z$$の分散関係を持つことがわかった。実験から求められた指数は$$x=2.43 pm 0.05$$及び$$z=2.5 pm 0.1$$であり、両者ともフラクタル次元$$D_f=2.48$$とよく一致する。

論文

Magnetic penetration depth and self-induced irradiation effects in superconducting PuCoGa$$_5$$ probed by muon spin rotation

大石 一城; Heffner, R. H.; Morris, G. D.*; Fluss, M. J.*; Bauer, E. D.*; Morales, L. A.*; Sarrao, J. L.*; MacLaughlin, D. E.*; Shu, L.*; 伊藤 孝; et al.

Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 310(2, Part1), p.566 - 568, 2007/03

PuCoGa$$_5$$$$f$$電子系超伝導体の中で最も高い超伝導転移温度${it T$_{rm c}$}$=18.5Kを有する。また、放射性元素であるPuの崩壊により自己照射効果を受けるという特徴を有する。われわれは試料作成から400日が経過した単結晶試料(${it T$_{rm c}$}$=15.5K)を用いて$$mu$$SR測定を行い、磁場侵入長$$lambda$$の温度依存性に対する自己照射効果の影響を調べた。その結果${it T}$=0Kでの磁場侵入長は、作成から25日後の単結晶試料(${it T$_{rm c}$}$=18.5K)に比べ、1.8倍増大することが明らかとなった。一方で磁場侵入長の温度依存性は25日後の試料で観測された結果と同様、温度に線形に増大することから、自己照射効果により${it T$_{rm c}$}$は約18%減少したにもかかわらず、依然として${it d}$波超伝導体の特徴が保持されていることを確認した。

論文

NMR observation of quadrupolar order parameter in NpO$$_2$$

徳永 陽; 青木 大*; 本間 佳哉*; 神戸 振作; 酒井 宏典; 池田 修悟; 藤本 達也; Walstedt, R. E.*; 安岡 弘志; 塩川 佳伸*; et al.

Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 310(2, Part1), p.735 - 737, 2007/03

f電子系化合物の示す複雑で豊かな物性の背後には、f電子が持つ多極子の自由度が隠されている。この多極子の自由度が最も顕著に現れるのが多極子秩序と呼ばれる現象である。通常、多極子秩序と言った場合、電気的な四極子モーメントによる秩序を指すことが多い。ところが最近、二酸化ネプツニウムにおいて、四極子よりもさらに高次の多極子である八極子に起因する新しい磁気秩序の可能性が指摘され注目を集めている。講演では現在われわれが行っている二酸化ネプツニウム単結晶を用いた核磁気共鳴研究の最新の成果を中心に、この新奇な秩序相について紹介する。

論文

NMR/NQR study of the quadrupole orders in binary uranium-palladium intermetallic compound

藤本 達也; 芳賀 芳範; 酒井 宏典; 徳永 陽; 神戸 振作; 大貫 惇睦*

Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 310(2, Part1), p.746 - 747, 2007/03

UPd$$_3$$は3つの温度($$T_{rm Q0}=7.5$$K, $$T_{rm Q1}=6.8$$K, $$T_{rm Q2}=4.5$$K)で磁気$$cdot$$四極子複合転移を示す。$$T_{rm Q0}$$は四極子自由度のみによる転移であり、偏極中性子回折(PND)や共鳴X線散乱(RXS)から準立方対称位置を占めるウラン副格子で(1/2,0,1/2)の周期性を持つ四極子秩序状態が実現していることがわかっている。一方、$$T_{rm Q1}$$以下の温度では、その秩序状態が解明されているわけではない。まずPNDによると、$$T_{rm Q1}$$の温度では$$ab$$面方向にTriple-$$q$$型の四極子秩序を持つと提案されているが、RXSによると(1/2,0,1/2)の周期性を保ったまま四極子モーメントが傾斜した状態にあると主張され、互いの意見が分かれている。さらに$$T_{rm Q2}$$以下になると非常に小さな磁気モーメント(0.01$$mu_{textrm{B}}$$)が反強磁性秩序を示すことが示唆されているが、その磁気構造等詳細は不明である。われわれは四極子秩序の局所対称性を同定することを目指して核磁気共鳴法(NMR),核四重極共鳴法(NQR)をUPd$$_3$$に適用し、この物質では世界で初めてとなる$$^{105}$$Pd核からのNQR信号を観測することに成功した。論文では$$^{105}$$Pd核の性質やそこから得られた四重極秩序状態の情報について報告する。

論文

NMR study of magnetic fluctuations in 115 actinide compounds

神戸 振作; 酒井 宏典; 徳永 陽; 加藤 治一; 藤本 達也; Walstedt, R. E.*; 池田 修悟; 松田 達磨; 芳賀 芳範; 青木 大*; et al.

Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 310(2, Part1), p.176 - 181, 2007/03

色々な基底状態を持つ5f-115化合物UFeGa$$_{5}$$常磁性,UPtGa$$_{5}$$, NpCoGa$$_{5}$$, NpFeGa$$_{5}$$反強磁性,PuRhGa$$_{5}$$超伝導のNMRを測定し、局所的磁気揺らぎの温度異存を常磁性状態でc軸平行と垂直で見積もった。磁気異方性はすべての化合物で見られた。これは強いLS結合によるもので、揺らぎが等方的な3d系の銅系高温超伝導体とははっきり異なっている。超伝導体PuRhGa$$_{5}$$の揺らぎはXY型が強いことがわかった。そのエネルギーは10meV程度で$$T$$$$_{rm c}$$1K程度の重い電子系(1meV)と高温超伝導体($$T$$$$_{rm c}$$100Kで100meV)のちょうど中間にあることがわかった。基底状態と磁気揺らぎの関係について議論する。

論文

Parisi function for the ising spin glass in cluster approximations

横田 光史

Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 310(2, Part2), p.e518 - e519, 2007/03

イジングスピングラスをスピングラス転移温度近傍で調べた。さまざまなクラスター近似を用いて、秩序関数であるパリシ関数と、磁場中でのレプリカ対称性の破れを表すAT線を求めた。バビエラらによるクラスター近似,ベーテ近似、及びカクタス近似を用いて、レプリカ対称性に対する揺らぎの影響を調べた。揺らぎは、秩序関数の傾きを小さくして、レプリカ対称性の破れを大きくすることを示した。クラスター近似で求めたAT線の位置は、平均場近似から変化するが、その変化の仕方は、クラスターにループが含まれるかどうかに依存していることを示した。

論文

Magnetic property of a single crystal UCu$$_2$$Ge$$_2$$

松田 達磨; 芳賀 芳範; 池田 修悟; 山本 悦嗣; 大貫 惇睦

Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 310(2, Part1), p.422 - 424, 2007/03

UCu$$_2$$G$$_2$$は、強相関電子系の化合物の結晶構造としてよく知られたThCr$$_2$$Si$$_2$$型の結晶構造を持つ。蒸気圧の高い銅を含むことから、純良な単結晶を育成することが難しく、磁気異方性など詳細な物性研究がなされていない。最近われわれは、フラックス法と呼ばれる方法で単結晶育成に成功した。これにより磁気異方性などの磁気特性の測定を行い、関連物質との比較を行った。

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