巨視的量子系における新奇スピン熱電効果の開拓

宏观量子系统中新型自旋热电效应的探索

基本信息

批准号：
19J13544
负责人：
埋田真樹
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J13544/
关键词：
スピン流超伝導共振器熱電効果

项目摘要

最終年度の主な研究成果としては、１）低温におけるマイクロ波プローブ用ロッドの作製とその試用、ならびに２）マイクロ波共振器技術の確立である。１については、前年度に確立した、電流誘起のスピン流を、強磁性共鳴の緩和変調現象を介して検出する測定技術を、超伝導転移が生じる低温域にまで拡張するため、クライオスタット用のマイクロ波プローブ用ロッドの作製に取り組んだ。試料には、初年度に作製し、RHEED振動と伝導測定による試料評価を終えた、NbSe2/Bi二層膜に検出用のNi80Fe20を蒸着して用いた。結果、本試料はラシュバ効果による三重項状態の実現が先行研究によって予期されていたが、温度依存性からは有意な信号を検出することはできなかった。原因として、スピン流の拡散長に対し磁性体の膜厚が厚すぎることが考えられるが、ロッドに用いた導波路の検出感度は磁性体の膜厚に強く依存することから、その改良に時間を要し、信号の発見にまでは至らなかった。２については、研究課題の遂行の過程で得た高周波技術を応用し、平面型のマイクロ波共振器の作製に取り組んだ。構造は伝搬するマイクロ波の波長に強く依存することから、導波路長を調整することで、必要な周波数でモードを持つような共振器技術を確立した。次に作製した共振器を用いることで、スピネルフェライトにおけるマグノン-フォトン結合を達成した。試料は共同研究として提供されたものを用い、マイクロ波の共振モードと励起されたキッテルモード及びスピン波モードとの間に明瞭な擬交差が生じることを確認した。本成果は、近年注目が集まるスピンキャビトロニクスの分野において、材料探索の可能性を見出し、物質の構造やエネルギー緩和の機構に考察の余地を与えるものである。

最后一年的主要研究结果是1）在低温下制造和试验用于微波探针的杆，以及2）建立微波谐振器技术。关于1，我们一直在制造微波探头杆，以供低温固定杆制造，以扩展上一年中建立的测量技术，该技术通过弛豫调制调制的现象检测到高温范围的弛豫调制现象，到达超导性过渡。样品是在第一年制备的，并使用Rheed振动和传导测量进行了评估，并且在NBSE2/BI BiLayer膜上沉积了用于检测的NI80FE20。结果，先前的研究预测，由于该样品的Rushva效应，三胞胎状态的实现，但是从温度依赖性中无法检测到明显的信号。原因是磁性材料对于自旋电流的扩散长度太厚，但是杆中使用的波导的检测灵敏度很大程度上取决于磁性材料的膜厚度，因此花费了时间来改善膜，并且没有发现信号。关于2，我们应用了在进行研究主题的过程中获得的高频技术来制造平面微波谐波。由于结构在很大程度上取决于传播微波炉的波长，因此通过调整波导长度，我们建立了一种具有所需频率模式的谐振技术。然后，使用制备的谐振器在尖晶石铁氧体中实现镁光子耦合。将样品作为协作研究提供，并确认微波炉的谐振模式与激发的小猫和自旋波模式之间发生了清晰的伪交叉。该结果揭示了近年来引起人们关注的自旋 - 卡维膦型领域进行材料搜索的可能性，并为材料结构和能量放松机制提供了考虑的空间。