非断熱ダイナミクスにより創発されるトポロジカル量子現象

非绝热动力学产生的拓扑量子现象

基本信息

批准号：
15J01700
负责人：
高嶋梨菜
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

平成29年度では，(1)超伝導電流の与えるスピントルク, (2)超伝導電流で誘起する非共線的な磁気秩序，(3)空間反転対称性の破れた磁性体におけるマグノン輸送，の三点についての研究および発表を行った。以下，それらの詳細を述べる。超伝導と磁性が絡み合って生じる物理は古くから研究が行われてきたが，近年新しい観点から研究が行われ,更なる注目を集めている。その一つは超伝導をスピントロニクスに応用する試みである。磁性体と超伝導体を接合させることで，特異な応答や磁気モーメントのダイナミクスを実現し，新しいデバイスへの応用を目指す。また,非従来型の超伝導，例えばトリプレットペアやトポロジカル超伝導の実現においても，磁性の役割は注目を集めている。スピンテクスチャを用いることで超伝導準粒子の波動関数のトポロジーを変え，非自明な超伝導状態を実現することができる。このような背景の下，本研究では超伝導とスピンテクスチャが関わりあって生じる量子現象をスピントロニクス応用やトポロジカル現象探索の観点から調べた。(1)では，スピン三重項の超伝導相関がスピン移行トルクにどのような影響を与えるかを微視的な計算により明らかにした。(2)では，近接効果誘起の超伝導をもつ相関金属中で非共線的な磁気秩序を誘起・制御できる方法を提案した。このような磁気秩序は,トポロジカル超伝導を実現する上で重要な役割を果たす。最後に(3)に関して述べる。磁性体中でのマグノン輸送は，スピントロニクスやマグノ二クスから注目を集めている。高嶋氏は，実験グループと協力し，空間反転対称性の破れた磁性体中におけるマグノン輸送現象を調べた。以上の結果は学術論文（4報）として出版し，8件の国内・国際学会での発表（うち招待講演1件）を行った。

在2017年，我们对三个点进行了研究和演讲：（1）超导电流提供的自旋扭矩，（2）由超导电流引起的非连续性磁序，以及（3）在空间倒置对称性的破碎磁体中的镁转运。这些详细信息将在下面说明。长期研究了超导性和磁性交织在一起时产生的物理学，但是近年来，从新的角度进行了研究，吸引了更多的关注。其中之一是试图将超导性应用于旋转技术。通过连接磁性材料和超导体，我们可以实现磁矩的奇异响应和动力学，并旨在将其应用于新设备。磁性的作用还引起了人们在实现非规定超导性（例如三重态和拓扑超导性）中的关注。使用自旋纹理可以改变超导准颗粒的波函数的拓扑，从而达到非平凡的超导状态。在这种背景下，这项研究研究了当超导性和自旋纹理涉及的量子现象与自旋应用和拓扑现象搜索有关。在（1）中，我们研究了通过微观计算，自旋三胞胎超导相关性对自旋跃迁扭矩的影响。在（2）中，我们提出了一种可以诱导和控制与近端效应诱导的超导性的相关金属中的非连续性磁序的方法。这种磁性顺序在实现拓扑超导性方面起着重要作用。最后，我将讨论（3）。磁性材料中的磁通运输吸引了Spintronics和Magnodix的注意。 Takashima与实验组合作研究了具有空间倒对称的破碎磁体中的木元转运现象。上述结果作为学术论文（第四份报告）发表，并在国内和国际会议（其中一项邀请演讲）进行了八次演讲。