強磁性金属及び絶縁体における電荷・熱輸送現象としての異常ホール効果

反常霍尔效应作为铁磁金属和绝缘体中的电荷和热传输现象

基本信息

批准号：
10J03166
负责人：
塩見雄毅
金额：
$ 0.9万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

今年度は、交付申請書に記した3つの計画を実際に実行し、(1)らせん磁性金属におけるスカラースピンカイラリティ誘起ホール効果の研究において、大きな成果を上げることができた。研究実施計画の(1)に挙げたFe_<1+x>Sbにおけるスカラースピンカイラリティによるホール効果(以下、トポロジカルホール効果と呼ぶ)は、従来トポロジカルホール効果が期待されていなかった三角格子系の120度磁気構造をもつ物質Fe_<1+x>Sbにおいて、Fe三角格子間をインターカレートするx量のFe原子のスピン偏極を利用することで、トポロジカルホール効果の発現に成功した成果である。昨年度予備実験を実施したが、今年度は再現性の確認や、数値計算による理論的説明を加え、投稿論文や国際会議等で発表した。スカラースピンカイラリティは非共面的な磁気構造に由来するもので、単純な(反)強磁性を利用しようとするこれまでスピントロニクスにおいて、将来的な応用が期待されている概念である。しかしその一方、トポロジカルホール効果を示す物質例は少なく、研究があまり進んでいなかった。このFe_<1-3>Sbにおける成果は、インターカレーションという化学においてありふれた手法を用いて、これまで発現が期待されていなかったらせん磁性体でもトポロジカルホール効果を観測することができる処方箋を与えている。これは将来的なスカラースピンカイラリティのスピントロニクスへの応用という点で重大な成果であり、交付申請書に記した研究の目的とも合致している。(2)MnPに関するトポロジカルホール効果の研究に関しても、Mnを少量のCoに置換した物質の測定を行い、理論的に予測されていた散乱率の関数としてトポロジカルホール効果が実空間描像から運動量空間へと移り変わることを示した。結果を論文としてまとめている。

今年，我们实际执行了资助申请中列出的三个计划，并在（1）螺旋磁性金属中标量自旋手性诱发霍尔效应研究方面取得了丰硕成果。研究实施方案(1)中提到的由于Fe_ 1+x Sb中的标量自旋手性而产生的霍尔效应(以下简称拓扑霍尔效应)是一种三角形效应，其中拓扑霍尔效应是不期望的。在晶格系统中具有120度磁结构的材料Fe_<1+x>Sb中，利用插入Fe三角形晶格之间的x个Fe原子的自旋极化成功地表达了拓扑霍尔效应。结果。去年进行了初步实验，但今年我们确认了再现性，并使用数值计算添加了理论解释，并在提交的论文和国际会议上进行了展示。标量自旋手性源自非共面磁结构，并且是一个有望在自旋电子学中得到未来应用的概念，自旋电子学一直在尝试利用简单的（反）铁磁性。然而，另一方面，表现出拓扑空穴效应的材料实例很少，研究也没有取得太大进展。 Fe_ 1-3 Sb 的这一结果提供了一种甚至在螺旋磁性材料中观察拓扑空穴效应的方法，直到现在，使用插层（一种常见的化学技术）才预计会发生这种效应。这对于未来标量自旋手性在自旋电子学中的应用来说是一个重要的结果，并且与资助申请中陈述的研究目标是一致的。 (2)关于与MnP相关的拓扑霍尔效应的研究，我们测量了用少量Co代替Mn的材料，拓扑霍尔效应从真实空间图转变为动量空间，其函数为理论上预测的散射率表明它发生了变化。结果总结在一篇论文中。