超高周波ワイヤレス給電に向けたスピンを介した分子運動－電気伝導変換の理論的研究

超高频无线电力传输自旋介导分子运动-电传导转换的理论研究

基本信息

批准号：
19K05249
负责人：
古門聡士
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Shizuoka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は局在スピンを介した分子運動－伝導電子間相互作用Vに関する理論的研究である．このVの構築には，Vに大きな影響を与える伝導(s)電子からd軌道への遷移確率(s-d散乱)を詳細に調べる必要がある．s-d散乱を調べる手法として，電気抵抗が磁化方向に依存する現象である異方性磁気抵抗(AMR)効果がある．我々はこれまでに不純物によるs-d散乱をもとにAMR理論を構築してきた．特にこのs-d散乱では不純物近傍の母体原子1個のd軌道への散乱を考えた．なお本理論の有効性は未だ不明な部分があり，種々の物質に適用することで明らかになると考えられている．今回，本理論をFe4NとCo2MnAlホイスラー合金へ適用し，それぞれのAMR効果を調べた．その結果，これらの物質では本理論が有効であることが確認された．主な結果は次の通りである．1. 数値対角化法を用いてFe4NのIn-plane，Out-of-plane及びTransverse AMR効果を調べた．電流と磁化の相対角をθとするとき，In-plane及びOut-of-plane AMR効果は2回対称(cos2θ)成分を持つ負のAMR, Transverse AMR効果は4回対称(cos4θ)成分を持つ正のAMRが得られた．またIn-plane及びOut-of-plane AMR比はTransverse AMR比の約4倍になった．これらの結果はFe4Nの実験結果と定性的に一致している．2. 摂動論によるAMR比の解析式を用いてCo2MnAlのI//[100]のAMR比“AMR[100]”とI//[110]のAMR比“AMR[110]”の実験結果を解析した．解析式に含まれる状態密度等は東北大学・白井グループによる第一原理計算の数値を採用した．計算の結果，AMR[100]>AMR[110]>0となり，実験結果と定性的に合うことが確認された．

这项研究是关于通过局部自旋分子运动与传导电子之间相互作用V的理论研究。为了构建此V，有必要详细研究从传导（S）电子到D轨道（S-D散射）的过渡的可能性，该轨道对V具有很大的影响。检查S-D散射的方法是各向异性磁倍率（AMR），这是一种电阻取决于磁性方向的现象。到目前为止，由于杂质引起的S-D散射，我们已经构建了AMR理论。特别是，在这种s-d散射中，一个父子在杂质附近散射到d-轨道中。该理论的有效性仍然未知，人们认为将其应用于各种物质时会变得清晰。这次，我们将该理论应用于FE4N和CO2MNAL Heusler合金，并研究了它们每个合金的AMR效应。结果，已经证实该理论对这些物质有效。主要结果如下：1。我们使用数值对角线化方法研究了Fe4n的面内，平面外和横向AMR效应。当电流和磁化的相对角度为θ时，面内和平面外AMR效应具有两倍的对称（COS2θ）分量，并且横向AMR效应具有正AMR，具有四倍的对称（COS4θ）分量。此外，面内和平面外AMR比大约是横向AMR比的四倍。这些结果与FE4N的实验结果一致。 2。使用基于扰动理论的AMR比率的分析方程，我们分析了I // [100]的AMR比“ AMR [100]”的实验结果，对于I // [110]，I // [110]的AMR比率为I // [110]。分析公式中包含的状态密度用作Tohoku University和Shirai Group的第一个原则计算的数量。计算结果表明AMR [100]> AMR [110]> 0，并确认它与实验结果质量匹配。

项目成果

期刊论文数量（21）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Prediction of half-metallic gap formation and Fermi level position in Co-based Heusler alloy epitaxial thin films through anisotropic magnetoresistance effect

DOI：
10.1103/physrevmaterials.6.064411
发表时间：
2022-06
期刊：
Physical Review Materials
影响因子：
3.4
作者：
V. Kushwaha;S. Kokado;S. Kasai;Y. Miura;T. Nakatani;R. Kumara;H. Tajiri;T. Furubayashi;K. Hono;Y. Sakuraba
通讯作者：
V. Kushwaha;S. Kokado;S. Kasai;Y. Miura;T. Nakatani;R. Kumara;H. Tajiri;T. Furubayashi;K. Hono;Y. Sakuraba

Theoretical study on anisotropic magnetoresistance effect for weak ferromagnets with a crystal field of tetragonal symmetry

DOI：
10.1016/j.matpr.2020.05.224
发表时间：
2020-06
期刊：
Materials Today: Proceedings
影响因子：
0
作者：
S. Kokado;M. Tsunoda
通讯作者：
S. Kokado;M. Tsunoda

Compositional dependence of anisotropic magnetoresistance effects in Weyl semimetal Co2MnAl Heusler alloy epitaxial thin films

Weyl半金属Co2MnAl Heusler合金外延薄膜中各向异性磁阻效应的成分依赖性

DOI：
10.1063/5.0128562
发表时间：
2022
期刊：
Journal of Applied Physics
影响因子：
3.2
作者：
T. Sato;S. Kokado;H. Shinya;M. Tsujikawa;A. Miura;S. Kosaka;T. Ogawa;M. Shirai;and M. Tsunoda
通讯作者：
and M. Tsunoda

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DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Signs of anisotropic magnetoresistance in Co2MnGa Heusler alloy epitaxial thin films based on current direction

DOI：
10.7567/1882-0786/ab42b4
发表时间：
2019-09
期刊：
Applied Physics Express
影响因子：
2.3
作者：
Takashi Sato;S. Kokado;M. Tsujikawa;T. Ogawa;S. Kosaka;M. Shirai;M. Tsunoda
通讯作者：
Takashi Sato;S. Kokado;M. Tsujikawa;T. Ogawa;S. Kosaka;M. Shirai;M. Tsunoda