2016年 | プレスリリース?研究成果
スピンゼーベック効果の高効率化に新指针~音波とスピン波の共鸣现象~
東北大学 原子分子材料科学高等研究機構(WPI-AIMR)/金属材料研究所 齊藤英治研究室の吉川貴史博士課程学生(日本術振興会特別研究員)と齊藤英治教授、共同研究者のGerrit E.W. Bauer教授は、物質中の音波を利用してスピンゼーベック効果の信号を増大させる新原理を発見しました。
环境の温度差が电気を作り出す现象のことを热电変换现象と呼びます。スピンゼーベック効果は、スピン流を利用した新たな热电変换现象であり、磁性絶縁体と金属を张り合わせた二层膜で生じます。磁性絶縁体に生じた温度差によってスピン流が流れ、そのスピン流が金属层に流れ込むことで电圧を生みます。スピンゼーベック効果を用いた素子は大面积化や薄膜化の容易さから、次世代の热电変换素子として期待が寄せられています。
これまでスピンゼーベック効果の性能向上は、磁性体中のスピン流の担い手であるスピン波(マグノン)の性质に注目して行われてきました。スピン波が长い距离を伝搬するほどスピンゼーベック効果の出力は大きくなるため、その伝搬距离を実质的に伸ばす素子の多层化などが素子の出力向上に大きく贡献しました。
今回の研究では、物质中の音波(フォノン)が、スピンゼーベック効果の出力向上に寄与する可能性を示しました。これは物质中で音波とスピン波が同じ波长と振动数で伝搬している场合、スピン流の伝搬距离を伸ばすことができるために生じる现象です。この音波の积极的な利用は、スピンゼーベック素子に最适な材料选択や素子构造に新たな指针を与えるものであり、今后の実用化研究に重要な知见を与えると期待されます。
本研究成果は、 2016年11月10日(米国時間)に、米国物理学誌「Physical Review Letters(フィジカル?レビュー?レターズ)」オンライン版で公開され、注目論文(Editors' Suggestion)に選ばれました。
なお、贰搁础罢翱齐藤スピン量子整流プロジェクトでは、东北大学がスピンゼーベック効果の基础研究を进めつつ、日本电気株式会社による実用化开発を行っています。これまでにフレキシブルなスピンゼーベック素子、多层化による出力向上などを通じて、実用化に向けた前进を続けています。これまでの研究成果は、スピンゼーベックアソシエーションを通じて、多数の公司へ情报発信されています。
(a)YIGのマグノンとフォノンの分散関係。フォノンには横波と縦波の二種類が存在する。マグノンの分散関係は磁場を印加すると磁場に比例して高周波側にシフトする。一方で、フォノンの分散関係は磁場によって変化しない。(b),(c) 共鳴現象によって生じたマグノンと横波フォノンの混成波の分散関係。
问い合わせ先
<研究に関すること>
东北大学原子分子材料科学高等研究机构(奥笔滨-础滨惭搁)/金属材料研究所
教授 齊藤 英治
罢别濒:022-217-6238
贵补虫:022-217-6395
贰尘补颈濒:别颈锄颈*颈尘谤.迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫(*を蔼に置き换えてください)
<报道に関すること>
东北大学原子分子材料科学高等研究机构(奥笔滨-础滨惭搁)
広報?アウトリーチオフィス 皆川 麻利江
罢别濒:022-217-6146
贰-尘补颈濒:补颈尘谤-辞耻迟谤别补肠丑*驳谤辫.迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫(*を蔼に置き换えてください)
