Spin transport in magnetic nanoparticles

磁性纳米颗粒中的自旋输运

• 批准号: 21K14519
• 负责人: 大柳 洸一
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Iwate University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K14519/
• 关键词: スピン流; スピントロニクス; ナノ粒子; 磁性ナノ粒子

スピントロニクス分野では、電子の持つ電荷の自由度に加えスピンの自由度をも利用した電子デバイスの開発が行われている。本研究の目的は、様々な形状・物性を示す磁性ナノ粒子を用いた新たなスピントロニクス材料の開発やそこで発現するスピントロニクス現象の開拓である。本研究課題の目的達成のために本年度は以下の研究に取り組んだ。(1) 磁性微粒子からなるバルク焼結体の作製を行なった。今年度は、物質・材料研究機構の内田グループの装置を利用し、強磁性金属Co2MnGa微粒子を様々な条件で焼結することで多結晶試料を作製し、その磁気熱電性能を評価した。その結果、多結晶体にもかかわらず、単結晶試料に匹敵する磁気熱電変換性能を示すことがわかった。(2) ゆらぎの大きな常磁性体と金属薄膜からなる系において熱的にスピン流を生成する常磁性スピンゼーベック効果について実験的・理論的に研究をおこない、その原理を解明した。この知見は、強磁性ナノ粒子において発現する超常磁性状態の磁化を用いたスピンゼーベック効果の原理を理解する上で欠かすことができない重要な知見である。この成果はPhysical Review B誌に掲載された。(3) 自己組織化を用いて強磁性ナノ粒子の薄膜化を試みた。その結果、10nm程度の強磁性ナノ粒子が薄膜化する条件を絞り込むことができた。

在Spintronics场中，正在开发电子设备，该电子设备除了电子所拥有的充电程度外，还利用了自旋自由度。这项研究的目的是使用表现出各种形状和特性的磁性纳米颗粒开发新的自旋材料，并开发在那里开发的自旋现象。为了实现本研究主题的目标，我们今年进行了以下研究。 （1）制备了由磁性细颗粒制成的散装烧结物体。今年，我们使用了日本材料和材料研究所Uchida小组的设备来制备多晶样品，通过在各种条件下烧结铁磁金属CO2MNGA细颗粒，并评估其磁疗性能。结果表明，尽管有多晶材料，但它表现出与单晶样品相当的磁化疗法转化性能。 （2）我们在实验和理论上对顺磁性自旋塞贝克效应进行了研究，该效应在由具有大波动和金属薄膜的系统组成的系统中热产生自旋电流，并阐明了其原理。这一发现是一个重要的发现，对于使用在铁磁性纳米颗粒中表达的超顺磁状态的磁化，对于理解自旋seebeck效应的原理是必不可少的。该结果发表在杂志物理评论B中。（3）我们试图使用自组装将铁磁纳米颗粒稀释。结果，将约10 nm的铁磁纳米颗粒变薄的条件被缩小。

项目成果

Transverse magneto-thermoelectric conversion in sintered Co2MnGa slab

烧结Co2MnGa板坯中的横向磁热电转换

• 发表时间: 2023
• 作者: Kenta Takamori;〇Koichi Oyanagi;Takumi Imamura;Ren Nagasawa;Krishnan Mahalingam;Takamasa Hirai;Satoru Kobayashi;Ken-ichi Uchida
• 通讯作者: Ken-ichi Uchida

Anomalous Ettingshausen effect in iron-carbon alloys

铁碳合金中的反常埃廷斯豪森效应

• DOI: 10.1063/5.0103248
• 发表时间: 2022
• 期刊: Applied Physics Letters
• 影响因子: 4
• 作者: Nagasawa Ren;Oyanagi Koichi;Hirai Takamasa;Modak Rajkumar;Kobayashi Satoru;Uchida Ken-ichi
• 通讯作者: Uchida Ken-ichi

Mechanism of paramagnetic spin Seebeck effect

顺磁自旋塞贝克效应的机理

• DOI: 10.1103/physrevb.107.014423
• 发表时间: 2023
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: Oyanagi Koichi;Takahashi Saburo;Kikkawa Takashi;Saitoh Eiji
• 通讯作者: Saitoh Eiji

Paramagnetic spin Hall magnetoresistance

顺磁自旋霍尔磁阻

• DOI: 10.1103/physrevb.104.134428
• 发表时间: 2021
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: Koichi Oyanagi;Juan M. Gomez-Perez;Xian-Peng Zhang;Takashi Kikkawa;Yao Chen;Edurne Sagasta;Andrey Chuvilin;Luis E. Hueso;Vitaly N. Golovach;F. Sebastian Bergeret;Felix Casanova;and Eiji Saitoh
• 通讯作者: and Eiji Saitoh