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スピントロニクスSaga
スピントロニクス
に関するサイレントキーワード
物性理論
が含まれる科研費採択研究7件
スピントロニクス
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物性理論
が含まれる科研費採択研究 7件
カイラル伝導の理論的探索
【研究分野】物性Ⅱ
【研究領域課題番号】
16K13834 (KAKENデータベースで見る)
【研究キーワード】
物性理論
/ スピンエレクトロニクス /
スピントロニクス
【研究成果の概要】
らせん状構造の結晶で電流がそれと平行や反平行に軌道磁化を誘起する現象を以前予言し、カイラル伝導と呼ぶ。本研究で結晶内伝導のらせん性を示すパラメタを導入し、これが古典的ソレノイドより1,2桁大きくなりうることを示した。また、極性金属、2次元薄膜、絶縁体界面・表面など極性を持つ金属に対して新たに電流誘起軌道磁化の理論を構築し、これが環状電流形成によることを示した。また2次元系面内方向の軌道磁化の計算手法を開発した。
【研究の社会的意義】
電流誘起軌道磁化(カイラル伝導)は、従来のスピン軌道相互作用を利用した磁化制御と異なり、結晶構造自身により決まる現象であり、多種多様な結晶構造を利用することで、従来の
スピントロニクス
とは異なる形で磁化を制御できる可能性を拓く。本研究によりこの効果が現れる物質系を、らせん構造の結晶のみならず、表面・界面、2次元原子層膜などさまざまな方向へ広げることができ、理論・実験面で今後の広がりが期待できる。
【研究代表者】
村上 修一 東京工業大学 理学院 教授
(Kakenデータベース)
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2016-04-01 - 2020-03-31
【配分額】3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
場の理論を用いた高速駆動外場下の非平衡量子輸送の研究
【研究分野】物性Ⅰ
【研究領域課題番号】
15K05124 (KAKENデータベースで見る)
【研究キーワード】
メゾスコピック系 / 非平衡統計力学 /
スピントロニクス
/ 量子輸送理論 /
物性理論
/ 量子ドット / 光物性 / フォノン輸送
【研究成果の概要】
ナノスケール素子の高速駆動に関する理論研究を行い、以下のような成果を得た: (1)強い周期外場のもとでの電流ゆらぎの理論を構築し、量子ドット内のクーロン相互作用の影響を議論した。(2)強磁性絶縁体と金属の界面で、スピンゼーベック効果およびスピンポンピング現象で生成されるスピン流について、その揺らぎの微視的理論を構築した。(3)リードと量子ドットからなる系で、リードの温度・化学ポテンシャルを周期的に変調させたときの電荷ポンプの理論を構築した。(4)ナノスケール素子を介した熱輸送の理論研究を行った。(5)実験家と協力し、磁性絶縁体ErFeO3の強強度テラヘルツ光による高速磁気応答を考察した。
【研究代表者】
加藤 岳生 東京大学 物性研究所 准教授
(Kakenデータベース)
【研究連携者】
阪野 塁
東京大学
物性研究所
助教
(Kakenデータベース)
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31
【配分額】2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
強相関冷却原子系におけるトポロジカル秩序の探索とその基礎理論の構築
【研究分野】原子・分子・量子エレクトロニクス
【研究領域課題番号】
25800225 (KAKENデータベースで見る)
【研究キーワード】
物性理論
/ 冷却原子 / 人工ゲージ場 / 量子ホール効果 /
スピントロニクス
/ トポロジカル秩序 / トポロジカル絶縁体 / 光格子 / ボースアインシュタイン凝縮体 / ボースアインシュタイン凝縮
【研究成果の概要】
トポロジカル秩序状態は、量子化された応答や分数統計に従う準粒子などの興味深い性質を示すことが知られる。本研究では、操作性の高い冷却原子系で実現可能な新奇トポロジカル秩序状態の理論的探索、その諸性質の解明に取り組んだ。特に、人工ゲージ場中の二成分ボース気体の基底状態相図を詳細に決定し、特異な端状態を持つボソン版整数量子ホール状態の存在、時間反転対称性の相互作用効果への非自明な役割を明らかにした。また、光格子中のBose-Einstein凝縮体の励起バンドが非自明なトポロジーを獲得しうること、それに起因する端状態が巨視的量子干渉により観測できることを示した。
【研究代表者】
古川 俊輔 東京大学 大学院理学系研究科(理学部) 助教
(Kakenデータベース)
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2013-04-01 - 2017-03-31
【配分額】3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
位相不変量をもつスピン現象の理論研究及びその応用デバイスの設計
【研究分野】応用物性・結晶工学
【研究領域課題番号】
24560001 (KAKENデータベースで見る)
【研究キーワード】
スピントロニクス
/
物性理論
/ 第一原理計算 / 磁性 / スピン輸送
【研究成果の概要】
スピン量子十字構造素子なるものを提案し、それをモデルデバイスとして、スピン伝導の計算を行った。本研究課題では、近年話題になっているバルクとしては絶縁体で、表面は金属であるという奇妙な性質を有するトポロジカル絶縁体を電極に用いた場合のスピンコンダクタンスを計算した。トポロジカル絶縁体のバンド構造は、時間反転対称性で決まっているため、これを制御するために、表面に時間反転対称性を破る磁性絶縁体を蒸着したモデルを考え、その磁化の関数として、スピンコンダクタンスを計算した。その結果、磁化によって、スピンコンダクタンスを制御することが可能であることが分かり、新規なスピン素子として有望である事が判明した。
【研究代表者】
近藤 憲治 北海道大学 電子科学研究所 准教授
(Kakenデータベース)
【研究分担者】
海住 英生
北海道大学
電子科学研究所
准教授
(Kakenデータベース)
【研究連携者】
笹倉 弘理
北海道大学
電子科学研究所
助教
(Kakenデータベース)
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31
【配分額】5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
量子ドット系における非平衡多体状態の数値計算手法開発
【研究分野】物性Ⅰ
【研究領域課題番号】
24540316 (KAKENデータベースで見る)
【研究キーワード】
メゾスコピック系・局在 / 近藤効果 / 量子コヒーレンス / 非平衡統計力学 /
スピントロニクス
/ メゾスコピック系 /
物性理論
/ 量子ドット / 半導体 / 非平衡輸送特性 / 電子相関
【研究成果の概要】
不純物アンダーソン模型で記述される単一の量子ドットで、時間に依存する外場の影響およびバーテックス補正の効果を議論した。この計算は相互作用のある系の光支援輸送を理解するときの理論的な出発点を与えるとともに、高次の保存近似の出発点となる。そのほか、単一電子生成および単一光子生成における位相緩和の効果、局所的な二準位系を介した熱輸送、金属中のスピン拡散長とスピン局在長の関係などについても、理論的な考察を行った。分担研究者の阪野塁は高バイアス下不純物アンダーソン模型における非平衡輸送特性とSU(N)模型への拡張を行った。
【研究代表者】
加藤 岳生 東京大学 物性研究所 准教授
(Kakenデータベース)
【研究分担者】
阪野 塁
東京大学
物性研究所
助教
(Kakenデータベース)
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31
【配分額】3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
スピン伝導の基礎理論構築と新規なデバイスの設計
【研究分野】応用物性・結晶工学
【研究領域課題番号】
21560001 (KAKENデータベースで見る)
【研究キーワード】
スピントロニクス
/ 輸送理論 / 非平衡グリーン関数 / スピン軌道相互作用 /
物性理論
/ スピン・軌道相互作用 / Beyond CMOS
【研究成果の概要】
本研究課題では、強磁性薄膜のエッジ間に有機分子を挟んだスピン量子十字構造素子なる新規なデバイスを提案し、そのスピン伝導特性について非平衡グリーン関数を用いて理論的に調べた。また、プロトタイプのデバイスを作成し、実験結果と比較することによって理論の検証を行った。研究の結果、アンダーソン・ハミルトニアンを用いて、スピン伝導の一般式を得ることに成功した。同時にプロトタイプのスピン量子十字構造素子を作成することに成功し、理論と実験の良い一致が得られた。
【研究代表者】
近藤 憲治 北海道大学 電子科学研究所 講師
(Kakenデータベース)
【研究分担者】
海住 英生
北海道大学
電子科学研究所
助教
(Kakenデータベース)
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2009 - 2011
【配分額】4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
グラフェンにおけるナノエレクトロニクスと
スピントロニクス
【研究分野】物性Ⅰ
【研究領域課題番号】
20840011 (KAKENデータベースで見る)
【研究キーワード】
グラフェン / 半導体 / ナノエレクトロニクス /
スピントロニクス
/ 量子ドット /
物性理論
/ ナノ材料 / 半導体物性 / スピンエレクトロニクス / グラフェン・ナノディスワ / グラフェン・ナノディスク
【研究成果の概要】
グラフェン及びグラフェン派生物質に付随する物理現象は,現在の物性物理で最も注目を集めている物の一つである.特に,グラフェンを一次元状に切り出したグラフェン・ナノリボンに関しては多くの研究がなされている.同様に重要な物質として,グラフェン・ナノディスクがある.これは閉じた境界を持つグラフェン派生物である.このナノディスクという新しい物理系の豊かな電磁的性質を明らかにし,バンド構造などの基礎的物性から,
スピントロニクス
などの応用まで論じた.
【研究代表者】
江澤 雅彦 東京大学 大学院・工学系研究科 助教
(Kakenデータベース)
【研究種目】若手研究(スタートアップ)
【研究期間】2008 - 2009
【配分額】2,977千円 (直接経費: 2,290千円、間接経費: 687千円)