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。

2017年度，我们将研究（1）超导电流产生的自旋扭矩，（2）超导电流引起的非共线磁序，以及（3）空间反转对称性破缺的磁性材料中的磁振子输运，进行了三个方面的研究和演示。。详细内容如下所述。超导与磁性交织的物理现象已经被研究了很长时间，但近年来，人们从新的角度进行了研究，并引起了更多的关注。其中之一是将超导性应用于自旋电子学的尝试。通过连接磁性材料和超导体，我们的目标是实现独特的响应和磁矩动力学，并将其应用于新设备。磁性在实现非常规超导（例如三重态对和拓扑超导）方面的作用也引起了人们的关注。通过使用自旋纹理，我们可以改变超导准粒子波函数的拓扑结构并实现非平凡的超导态。在此背景下，本研究从自旋电子学应用和拓扑现象探索的角度研究了超导与自旋织构相互作用引起的量子现象。在(1)中，我们通过微观计算阐明了自旋三重态的超导相关性如何影响自旋转移矩。在（2）中，我们提出了一种利用邻近效应诱导超导性来诱导和控制相关金属中非共线磁序的方法。这种磁序对于实现拓扑超导起着重要作用。最后，我将讨论（3）。磁性材料中的磁子输运引起了自旋电子学和磁学领域的关注。高岛博士与一个实验小组合作，研究空间反演对称性破缺的磁性材料中的磁振子输运现象。上述成果以学术论文形式发表（4篇），并在8次国内外学术会议上作报告（其中特邀报告1次）。