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支部講演会
支部会報告

「半導体量子構造におけるスピン軌道相互作用を用いた永久スピン旋回状態の制御」
好田 誠 氏

Nov 10, 2017


日本物理学会北海道支部講演会

講演題目: 半導体量子構造におけるスピン軌道相互作用を用いた永久スピン旋回状態の制御
講 師 : 好田 誠 博士
     東北大学大学院工学研究科
日 時 : 平成29年11月10日 (木) 16:30-17:30
場 所 : 北海道大学 工学部 物理工学系大会議室 (A1-17室)

要 旨 :
半導体におけるスピン軌道相互作用は、結晶やヘテロ構造の反転対称性の破れに起因し、電子スピンに対して有効磁場を与える相互作用である。この有効磁場は、半導体の有する精密なバンド構造設計や微細加工と組み合わせることで、ゲート電場などを介し外部制御できる。よって、スピン生成やスピン制御といったスピントロニクスデバイスの要素技術を外部磁場や強磁性体を必要とすることなく構築できる利点を有する。特にIII-V族化合物半導体量子構造では、異なる対称性を有するRashbaおよびDresselhausタイプのスピン軌道相互作用が存在する。この2つのスピン軌道相互作用を等しい強さにすると、誘起される有効磁場は1軸方向に揃いSU(2)対称性を有するため、永久スピン旋回状態と呼ばれるヘリカルスピン秩序を形成する。この永久スピン旋回状態の利点は、スピン軌道相互作用が存在しているにも拘らずスピン緩和が抑制できるため、有効磁場によるスピン制御と長距離スピン輸送を同時に実現できる点にある。本講演では、GaAsやInGaAs量子井戸における有効磁場(スピン軌道相互作用)の精密測定手法[1,2]や、永久スピン旋回状態のゲート制御および細線構造を利用したスピン緩和の抑制について最近の研究を紹介する[3-5]。 [1] M. Kohda et al., Appl. Phys. Lett. 107, 172402 (2015). [2] A. Sasaki et al., Nat. Nanotech. 13, 703 (2014). [3] K. Yoshizumi et al., Appl. Phys. Lett. 108, 132402 (2016). [4] P. Altmann et al., Phys. Rev. B 92, 235304 (2015). [5] Y. Kunihashi et al., Nat. Commun. 7, 10722 (2016).

世話人  足立 智

北海道大学工学部応用理工系学科 (電話011-706-6115)


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「反転対称性を持たない磁性体における素励起の非相反伝搬」
佐藤 卓 氏

Nov 08, 2017


日本物理学会北海道支部講演会

講演題目: 反転対称性を持たない磁性体における素励起の非相反伝搬
講 師 : 佐藤 卓 博士
     東北大学多元研
日 時 : 平成29年11月8日 (水) 16:30-17:30
場 所 : 北海道大学 工学部 応用物理学専攻会議室 (A3-62室)

要 旨 :
反転対称性を持たない系内の粒子の分散には(例えば電子に対するラシュバ分裂のように特徴的な分裂が生じることがある。同様なバンド分裂は準粒子に対しても起こるものと予想される。磁性体中の代表的な準粒子は秩序磁気構造からの波状の揺らぎを量子化したマグノンである。我々は最近反転対称性を持たない強磁性体および反強磁性体におけるマグノンの分散関係を、中性子非弾性散乱をもちいて精密に測定し、それぞれに特徴的なマグノン分散分裂を観測した。この結果は非相反なマグノン伝搬を意味しており、マグノニクスの観点からも興味深い。

世話人  高倉 洋礼

北海道大学工学部応用理工系学科 (電話011-706-6115)


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「Skyrmions and their future potential applications」
David Schroeter 氏

Oct 27, 2017


日本物理学会北海道支部講演会

講演題目: Skyrmions and their future potential applications
講 師 : David Schroeter 博士
     Tech. Univ. Braunschweig
日 時 : 平成29年10月27日 (金) 16:30-18:00
場 所 : 北海道大学 工学部 C206講義室

要 旨 :
Magnetic skyrmions are topological distinct spin textures, which have attracted significant interests in recent years due to their intriguing magnetic interactions and attractive attributes for spintronic applications. Their non-trivial topology and quasiparticle like behaviour is a source of rich and interesting physics. Furthermore due to their strong coupling to the conduction electrons it makes the field of skyrmionics interesting for extreme low-power information technologies. Data is envisioned to be encoded in topological charges instead of electronic charges as in conventional semiconducting devices. In my talk I will give an introduction and overview about the progress and current state of the field of skyrmions, focussing on the experimental realization of skyrmions, their detection and their manipulation methods. Furthermore I will give a brief overview of possible realizations of future skyrmionic technologies and will discuss some of the current challenges in this field. Specifically I will focus on the progenitor material MnSi in which skyrmions have first been discovered in 2009 and is since then being heavily investigated as a model compound for studies on skyrmions. Finally I will present our results of the investigation of thin film MnSi material, which in previous findings exhibits widely varying properties in particular with respect to electronic transport leading to the question about the existence of skyrmions in thin film samples. Then, starting from giving an overview of the optimization of the sample quality, I will present our results of nanostructuring and subsequent investigation of the transport properties with the goal of identifying skyrmionic signals via electrical means.

世話人  日高 宏之
(hidaka@phys.sci.hokudai.ac.jp)
北海道大学理学部物理学科 (電話011-706-3484)


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「CrAsとMnPの圧力誘起超伝導相近傍における磁性」
松田 雅昌 氏

Oct 23, 2017


日本物理学会北海道支部講演会

講演題目: CrAsとMnPの圧力誘起超伝導相近傍における磁性
講 師 : 松田 雅昌 博士
     Ork Ridge National Laboratory
日 時 : 平成29年10月23日 (月) 16:30-17:30
場 所 : 北海道大学 理学部5号館 (2-408室)

要 旨 :
最近、CrAsとMnPが高圧下で超伝導を示すことが発見された。どちらの物質も常圧では磁気秩序を示すため、超伝導発現機構に磁性が深く関与していると考えられる。圧力をかけると、CrAsではヘリカル磁気構造の周期や磁気モーメントが徐々に変化するが、MnPでは強磁性相、ヘリカル相を含む複雑な磁気相図を示す。高圧下中性子回折実験の結果、両者ともに超伝導相近傍の磁気相はヘリカル相であることが明らかになった。また、CrAsの化学ドーピング効果の研究により、超伝導とスピン揺動の相互作用を示唆する結果を得た。

世話人  吉田 紘行
(hyoshida@sci.hokudai.ac.jp)
北海道大学理学部物理学科 (電話011-706-3484)


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「長距離相互作用系のための効率的モンテカルロ法の開発とその応用」
佐々木 志剛 氏

Nov 10, 2016


日本物理学会北海道支部講演会

講演題目: 長距離相互作用系のための効率的モンテカルロ法の開発とその応用
講 師 : 佐々木 志剛 博士
     神奈川大学工学部物理学教室 准教授
日 時 : 平成28年11月10日 (木) 16:30-18:00
場 所 : 北海道大学理学部5号館5-205室

要 旨 :
モンテカルロ法は系の熱平衡状態の性質を知るために有効なシミュレーション手法である。しかし、長距離相互作用を含む系のモンテカルロ法は、系の各要素(粒子・スピンなど)が他の全てと相互作用しているため、1ステップ当たりの計算時間が要素数の2乗に比例する問題がある。この問題に対する1つの解決法として、近年我々は「確率的カットオフ法」と呼ばれる手法を開発した。この手法はモンテカルロ法として一切近似を含んでいないのにも関わらず、1ステップ当たりの計算時間を、場合によっては近距離相互作用系とほぼ同程度まで削減することを可能とする。本コロキウムでは、この手法とその適用研究について紹介する。

世話人  根本 幸児
(nemoto@phys.sci.hokudai.ac.jp)
北海道大学理学部物理学科 (電話011-706-3484)


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