所属
大学院理学研究科 理学専攻 物理学第一 教授
大学院担当
大学院理学研究科
学部担当
理学部
職名
教授
コウノ ヒロシ
河野 浩
KOHNO Hiroshi
学位 1
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理学博士 （ 1991年3月 京都大学 ）
研究キーワード 1
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スピントロニクス
研究分野 1
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その他 / その他 / 物性理論
現在の研究課題とSDGs 1
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スピントロニクス
経歴 4
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名古屋大学 理学研究科 教授
2013年9月 - 現在
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大阪大学 基礎工学研究科 准教授
1999年6月 - 2013年8月
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東京大学 理学研究科 助手
1992年4月 - 1999年5月
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東京大学 物性研究所 助手
1991年4月 - 1992年3月
学歴 2
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京都大学 理学研究科
1986年4月 - 1991年3月
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京都大学 理学部
1982年4月 - 1986年3月
所属学協会 1
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日本物理学会
委員歴 3
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日本物理学会 領域３ 代表
2021年4月 - 2022年3月
団体区分：学協会
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日本物理学会 領域３ 副代表
2020年4月 - 2021年3月
団体区分：学協会
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日本物理学会 領域３ 運営委員
2014年10月 - 2015年9月
団体区分：学協会
受賞 1
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2010年3月 日本物理学会 Microscopic Calculation of Spin Torques in Disordered Ferromagnets
河野 浩、多々良 源、柴田 絢也
論文 35
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Microscopic Analysis of Lattice Distortion Effects in Rashba Systems 査読有り
Ogawa, Y; Funato, T; Kohno, H
JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN 92 巻 ( 11 ) 2023年11月
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Hayakawa, Y; Imai, Y; Kohno, H
PHYSICAL REVIEW B 108 巻 ( 6 ) 2023年8月
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Kobayashi, Y; Kimata, M; Kan, D; Ikebuchi, T; Shiota, Y; Kohno, H; Shimakawa, Y; Ono, T; Moriyama, T
JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 61 巻 ( 7 ) 頁： 070912-1 - 070912-4 2022年7月
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Kim, NH; Qurat-ul-ain; Kim, J; Baek, E; Kim, JS; Park, HJ; Kohno, H; Lee, KJ; Rhim, SH; Lee, HW; You, CY
PHYSICAL REVIEW B 105 巻 ( 6 ) 頁： 064403-1 - 064403-7 2022年2月
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Current-Induced Spin-Wave Doppler Shift in Antiferromagnets 査読有り
Nakane, JJ; Kohno, H
JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN 90 巻 ( 10 ) 頁： 103705-1 - 103705-5 2021年10月
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Microscopic calculation of spin torques in textured antiferromagnets 査読有り
Nakane, JJ; Kohno, H
PHYSICAL REVIEW B 103 巻 ( 18 ) 2021年5月
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Imai, Y; Yamakage, A; Kohno, H
PHYSICAL REVIEW B 103 巻 ( 14 ) 2021年4月
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Magnetic-Field-Driven Antiferromagnetic Domain Wall Motion 査読有り
Nakane, JJ; Kohno, H
JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN 90 巻 ( 3 ) 頁： 034702-1 - 034702-7 2021年3月
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Spintronic properties of topological surface Dirac electrons with hexagonal warping 査読有り
Imai, Y; Yamaguchi, T; Yamakage, A; Kohno, H
PHYSICAL REVIEW B 103 巻 ( 5 ) 2021年2月
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Acoustic spin Hall effect in strong spin-orbit metals 査読有り
Kawada, T; Kawaguchi, M; Funato, T; Kohno, H; Hayashi, M
SCIENCE ADVANCES 7 巻 ( 2 ) 2021年1月
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Extrinsic spin Hall effect in inhomogeneous systems 査読有り
Funato, T; Kohno, H
PHYSICAL REVIEW B 102 巻 ( 9 ) 2020年9月
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Magnon-drag thermoelectric transport with skyrmion structure 査読有り
Hoshi, K; Yamaguchi, T; Takeuchi, A; Kohno, H; Ohe, J
APPLIED PHYSICS LETTERS 117 巻 ( 6 ) 2020年8月
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Topological Hall effect in weakly canted antiferromagnets 査読有り
Nakane, JJ; Nakazawa, K; Kohno, H
PHYSICAL REVIEW B 101 巻 ( 17 ) 2020年5月
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Weak coupling theory of topological Hall effect 査読有り
Nakazawa, K; Kohno, H
PHYSICAL REVIEW B 99 巻 ( 17 ) 2019年5月
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Microscopic theory of magnon-drag electron flow in ferromagnetic metals 査読有り 国際共著
Yamaguchi, T; Kohno, H; Duine, RA
PHYSICAL REVIEW B 99 巻 ( 9 ) 2019年3月
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Giant topological Hall effect in correlated oxide thin films 査読有り 国際共著
Vistoli, L; Wang, WB; Sander, A; Zhu, QX; Casals, B; Cichelero, R; Barthélémy, A; Fusil, S; Herranz, G; Valencia, S; Abrudan, R; Weschke, E; Nakazawa, K; Kohno, H; Santamaria, J; Wu, WD; Garcia, V; Bibes, M
NATURE PHYSICS 15 巻 ( 1 ) 頁： 67 - + 2019年1月
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Giant topological Hall effect in correlated oxide thin films (vol 15, pg 67, 2018)
Vistoli, L; Wang, WB; Sander, A; Zhu, QX; Casals, B; Cichelero, R; Barthélémy, A; Fusil, S; Herranz, G; Valencia, S; Abrudan, R; Weschke, E; Nakazawa, K; Kohno, H; Santamaria, J; Wu, WD; Garcia, V; Bibes, M
NATURE PHYSICS 15 巻 ( 1 ) 頁： 104 - 104 2019年1月
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Generation of Spin Current from Lattice Distortion Dynamics: Spin-Orbit Routes 査読有り
Funato, T; Kohno, H
JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN 87 巻 ( 7 ) 2018年7月
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Imai, Y; Kohno, H
JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN 87 巻 ( 7 ) 2018年7月
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Angular momentum of phonons and its application to single-spin relaxation 査読有り
Nakane, JJ; Kohno, H
PHYSICAL REVIEW B 97 巻 ( 17 ) 2018年5月
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Topological Hall Effect from Strong to Weak Coupling 査読有り 国際共著
Nakazawa, K; Bibes, M; Kohno, H
JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN 87 巻 ( 3 ) 2018年3月
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Theory of electromagnetic wave propagation in ferromagnetic Rashba conductor 査読有り
Shibata, J; Takeuchi, A; Kohno, H; Tatara, G
JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 123 巻 ( 6 ) 2018年2月
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Intrinsic and Extrinsic Spin Hall Effects of Dirac Electrons 査読有り
Fukazawa, T; Kohno, H; Fujimoto, J
JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN 86 巻 ( 9 ) 2017年9月
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Microscopic Theory of Spin-Wave Spin Torques Induced by Temperature Gradient 査読有り
Yamaguchi, T; Kohno, H
JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN 86 巻 ( 6 ) 頁： 063706 1-4 2017年6月
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Microscopic calculation of thermally induced spin-transfer torques 査読有り 国際共著
Hiroshi Kohno, Yuuki Hiraoka, Moosa Hatami, and Gerrit E. W. Bauer
Physical Review B 94 巻 ( 10 ) 頁： 104417 1-12 2016年9月
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Anomalous Hall effect driven by dipolar spin waves in uniform ferromagnets 査読有り
Kei Yamamoto, Koji Sato, Eiji Saitoh and Hiroshi Kohno
Phys. Rev. B 92 巻 ( 14 ) 頁： 140408(R) 2015年10月
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Transport properties of Dirac ferromagnet 査読有り
Junji Fujimoto and Hiroshi Kohno
Phys. Rev. B 90 巻 ( 21 ) 頁： 214418 2014年12月
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Effects of Vertex Corrections on the Chirality-Driven Anomalous Hall Effect 査読有り
Kazuki Nakazawa and Hiroshi Kohno
J. Phys. Soc. Jpn. 83 巻 ( 7 ) 頁： 073707 1-4 2014年6月
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Spin torques and charge transport on the surface of topological insulator 査読有り
Akio Sakai and Hiroshi Kohno
Phys. Rev. B 89 巻 ( 16 ) 頁： 165307 1-21 2014年4月
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Ultraviolet divergence and Ward-Takahashi identity in a two-dimensional Dirac electron system with short-range impurities 査読有り
J. Fujimoto, A. Sakai and H. Kohno
Phys. Rev. B 87 巻 ( 8 ) 頁： 085437 1-5 2013年2月
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Spin and charge transport induced by gauge fields in a ferromagnet 査読有り
J. Shibata and H. Kohno
Phys. Rev. B 84 巻 ( 18 ) 頁： 184408 1-12 2011年11月
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Gauge Field Formulation of Adiabatic Spin Torques 査読有り
H. Kohno and J. Shibata
J. Phys. Soc. Jpn. 76 巻 ( 6 ) 頁： 063710 1-4 2007年6月
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Microscopic Calculation of Spin Torques in Disordered Ferromagnets 査読有り
H. Kohno, G. Tatara and J. Shibata
J. Phys. Soc. Jpn. 75 巻 ( 11 ) 頁： 113706 1-4 2006年11月
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Effect of Spin Current on Uniform Ferromagnetism: Domain Nucleation 査読有り
J. Shibata, G. Tatara and H. Kohno
Physical Review Letter 94 巻 ( 7 ) 頁： 076601-1-4 2005年2月
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Theory of Current-Driven Domain Wall Motion: Spin Transfer versus Momentum Transfer 査読有り
G. Tatara and H. Kohno
Phys. Rev. Lett. 92 巻 ( 8 ) 頁： 086601 1-4 2004年2月
書籍等出版物 3
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Nanomagnetic Materials
Hiroshi Kohno and Jotaro Nakane（ 担当： 共著 , 範囲: 5.2 Spin Dynamics / 5.6 Spin Hall and related effects）
Elsevier 2021年7月
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Nanomagnetism and Spintronics
Hiroshi Kohno and Gen Tatara（ 担当： 分担執筆 , 範囲: Chap.5 Theoretical Aspects of Current-Driven Magnetization Dynamics）
Elsevier 2009年7月
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Spintronic Materials and Technology
Hiroshi Kohno and Gen Tatara（ 担当： 分担執筆 , 範囲: Chap.10 Introduction to a Theory of Current-Driven Domain Wall Motion）
Taylor & Francis Books 2006年10月 （ ISBN:978-0849392993 ）
MISC 2
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マグノンドラッグ効果に関する理論的研究 招待有り 査読有り
大江純一郎、星 幸治郎、河野 浩
まぐね16 巻 ( 6 ) 頁： 305 - 311 2021年12月
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Spintronics with Weyl Semimetal 招待有り 査読有り
Hiroshi Kohno
JPSJ News Comments18 巻 ( 13 ) 2021年10月
講演・口頭発表等 5
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Topological Hall Effect in Weak Ferromagnets 招待有り 国際共著 国際会議
Hiroshi Kohno
2019 MRS Spring Meeting 2019年4月24日 MRS
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Topological Hall Effect in Weak Ferromagnets 招待有り 国際共著 国際会議
Hiroshi Kohno
Korea-Japan Spintronics Workshop on Topological Phenomena in Magnetism 2019年1月21日 Japan Society of Applied Physics
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Microscopic (Spin) Transport Theory of Coupled Electron-Magnon System 招待有り 国際共著 国際会議
Hiroshi Kohno
KITS Program "Collective Spin Dynamics in Nanostructures" workshop 2018年10月1日 KITS, UCAS and IOPCAS
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Rashba効果の話題から 招待有り
河野 浩
2018年 第79回応用物理学会秋季学術講演会 シンポジウム「スピントロニクス材料研究の新潮流〜二次元系を中心に〜」 2018年9月18日 応用物理学会
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Theory of Topological Hall Effect: From Strong to Weak Coupling 招待有り 国際共著 国際会議
Hiroshi Kohno
5th International Workshop on Complex Oxides 2018年5月22日
科研費 6
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トポロジカル磁性体のマグノンドラッグ効果を用いたスピン流熱電効果
研究課題/研究課題番号：21H01799 2021年4月 - 2026年3月
科学研究費助成事業 基盤研究(B)
大江 純一郎, 河野 浩, 安立 裕人, 大槻 東巳
担当区分：研究分担者
排熱や温度差を電気エネルギーに変換できる熱電効果において、従来のバルク電子系の枠組みを超えたエネルギー変換機構が求められている。特に、磁性材料を用いた熱電変換では、マグノン・電子相互作用により、大きな熱電効果を生み出すことができる。
本研究は、従来の一様磁化を用いた磁性熱電効果を発展させ、非一様磁化構造の磁化ダイナミクスから誘起されるマグノンドラッグ効果に着目した巨大磁性熱電効果の理論的研究を行う。特に、トポロジカルに保護されたねじれた磁化構造中に誘起されるスピン波や、磁気超格子における指向性スピン波を利用した新しい磁性熱電効果の提案を行う。 -
研究課題/研究課題番号：19K03744 2019年4月 - 2023年3月
科学研究費助成事業 基盤研究(C)
河野 浩
担当区分：研究代表者
配分額：4420000円 （ 直接経費：3400000円 、 間接経費：1020000円 ）
これまで主に一体問題のレベルで議論されてきたスピントロニクスの諸現象を、多体相互作用の観点から見直し、その効果を増強する指針などを探る。具体的には、磁化構造に起因するホール効果（トポロジカル・ホール効果）や、各種スピン輸送における種々のドラッグ効果（相互作用し合う素励起の流れが互いに引きずり合う効果）を調べる。後者についてはとくに、スピントロニクスのパラダイムに従って素励起間の角運動量転換の観点からドラッグ効果を調べ、増強のための知見を深める。
●傾角反強磁性体におけるトポロジカルホール効果
有限の立体角を張る磁化構造により引き起こされるホール効果（トポロジカルホール効果）を、傾角反強磁性体に対して解析的に調べた。運動エネルギーに比べて反強磁性交換相互作用が強い領域では、ホール抵抗が電子の有効質量の２乗に比例することを見出した。これは、マンガン酸化物で観測されている巨大なホール効果の理解に重要となる可能性がある。また、理論的に興味深いこととして、有効磁場（有効ベクトルポテンシャル）の表式が、反強磁性体の磁化ダイナミクスを記述するラグランジアンの運動項と、空間・時間成分の対応があることを見出した。結果は Phys. Rev. B 誌に掲載された。
<BR>
●トポロジカルネルンスト効果に対するマグノンドラッグ効果
トポロジカルホール効果の熱電版であるトポロジカルネルンスト効果に着目してマグノンドラッグ効果（マグノンの流れに引きずられて電子の流れが生じる効果）を調べた。具体的には、磁化構造存在下で温度勾配によって誘起される横電流を計算した。横方向の流れが生じる過程（M:マグノンのトポロジカルホール効果、E:電子のトポロジカルホール効果）とマグノン流が電子流を誘起する過程（S:スピン移行効果、P:運動量移行効果）との４通りの組み合わせのうち、(M,S)を除く他の３つの過程に対応する表式を解析的に得た。(M,S)が存在しない物理的理由として、マグノンドラッグにおけるスピン移行効果は準平衡過程であるためであると議論した。東邦大学の大江研究室で行われたシミュレーションの結果を、今回得られた表式で解析することにより、上記諸過程のうち(M,P)の組み合わせが支配的であることを見出した。シミュレーションとその解析結果については Appl. Phys. Lett. 誌に掲載された。
上述のとおり。
マグノンドラッグ・トポロジカルネルンスト効果の解析計算を論文としてまとめる。
<BR>
トポロジカルホール効果に対する多体効果を調べる。
<BR>
反強磁性体も視野に入れて調べる。 -
有効ゲージ場に基づく物質中の電気磁気光学相関現象の包括理論
研究課題/研究課題番号：17H02929 2017年4月 - 2021年3月
多々良 源
担当区分：研究分担者
反強磁性絶縁体中のスピン流透過現象の線形応答理論を提示した。スピン流透過と従来見なされている現象を電気的に誘起されたスピン蓄積の伝搬と見ることでスピン流に伴う曖昧性なく現象を記述する定式化を行った。スピン流伝導度は強磁性帯磁率で与えられ、これをマグノン表示により計算し、実験事実と整合する結果を得た。従来のスピン流透過描像ではスピン流の定義に伴う原理的不定性が避けられないという致命的欠陥があったが、我々の帯磁率理論ではスピン流透過度は非局所強磁性帯磁率で与えられ曖昧性のない記述が可能である。この考えに基づき反強磁性絶縁体中のスピン流透過率を強磁性帯磁率をマグノン表示に基づき微視的手法により計算した。その結果、スピン流伝搬はマグノンペアによって引き起こされること、透過率は反強磁性転移温度付近でなだらかなピークを持つこと、伝搬の拡散長（減衰長）はマグノンの拡散長より一般的には長いことなどが明らかになった。これはペアの伝搬の長距離性によるものである。その他、磁気スキルミオンや更に高次元のホピオン構造のダイナミクスとダンピング効果を有効ゲージ場観点から数値解析により調べ、ホール効果の制御などの指針を示した。また、伝導電子の拡散領域では有効ゲージ場が空間的に離れた場所をつなぐ形で非局所的に現れることを示し、非局所有効ゲージ場の概念を提示した。非局所有効ゲージ場の考え方に基づけば多層ナノ構造で実験が行われるスピン流の電気的測定の実験を直接理解することができる。
これまでの期間の研究により、スピン輸送現象における有効ゲージ場の記述を様々な状況において適用し現象を説明及び予言することに成功した。今年度の成果はこの考え方をスピン流透過の問題に適用した試みで、有効ゲージ場を同定することで低エネルギー励起を記述する考え方を一見ゲージ理論に見えない現象にも応用した新しい方向性である。ゲージ場に限らずより広い現象の統一的視点からの記述に研究が進んでいることは当初の想定を超えた成果である。
これまでの実績に基づき、反強磁性マグノンの拡散のメカニズムの同定とマグノン放射の理論の構築を行う。 -
研究課題/研究課題番号：15H05702 2015年 - 2019年
科学研究費助成事業 特別推進研究
小野 輝男, 河野 浩, 仲谷 栄伸, 長浜 太郎, 中村 浩次, 林 将光, 千葉 大地, 谷山 智康
担当区分：研究分担者
本研究によって、従来のスピントロニクスに軌道という新たな自由度を加えた「スピンオービトロニクス」という新しい学理が構築され、次世代磁気メモリで必要となる巨大磁気異方性物質の新規デザイン手法、将来の磁気デバイス開発に必須の効率的な磁化制御手法、従来利用されてきた強磁性体を凌駕する機能を発揮すると期待されている反強磁性体のスピン制御手法など革新的デバイスイノベーションへつながる成果が得られた。
スピンと電荷の2つの自由度を利用するスピントロニクスの発展によって、ハードディスクの高性能化や不揮発性磁気メモリの開発が達成された。スピントロニクスに軌道自由度を付加することによる新規現象の探索によってスピンオービトロニクスという新しい学理が構築されたことが本研究の学術的意義であり、効率的磁化制御や反強磁性体のスピン制御手法など革新的デバイスイノベーションへつながる成果が得られた点に社会的意義がある。 -
光ドープされた伝導体の電子輸送特性
研究課題/研究課題番号：26287064 2014年4月 - 2018年3月
寺崎 一郎
担当区分：連携研究者
本研究の目的は、酸化物絶縁体に光を照射することによって伝導体を創りだし、その伝導パラメタを精密に計測し、光ドープされたキャリアの輸送特性と微視的機構を明らかにすることである。
具体的には、我々はZnS、ZnO、SrTiO3、CuO、La2CuO4、CuFeS2など様々な絶縁体に可視から紫外領域の光を照射し、光伝導率、光ホール係数、光ゼーベック係数などを定量的に計測し、光ドープされたキャリアの輸送特性を明らかにした。特にSrTiO3では量子常誘電性により熱起電力が遮蔽されることを明らかにした。ZnOにおいては、薄膜、単結晶、多結晶で光ゼーベック係数は同じ値で飽和することを見出した。 -
スピン軌道相互作用の生む新しい磁性体スピントロニクス現象の微視的理論
研究課題/研究課題番号：25400339 2013年4月 - 2016年3月
河野 浩
担当区分：研究代表者
担当経験のある科目 (本学) 2
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物理学基礎Ⅰ
2021
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基礎セミナーＡ
2021
担当経験のある科目 (本学以外) 3
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輸送理論の基礎からスピントロニクスへ
2022年12月 （神戸大学）
科目区分：大学院専門科目 国名：日本国
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輸送理論の基礎からスピントロニクスへ
2016年7月 （東京大学）
科目区分：大学院専門科目
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輸送現象の基礎からスピントロニクスへ
2014年12月 （大阪大学）
科目区分：大学院専門科目
社会貢献活動 2
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磁石の謎を解き明かす ー 物理学からスピントロニクスへ ー
役割：講師
愛知教育大学付属高校 2019年9月
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磁石の謎を解き明かす ー 物理学からスピントロニクスへ ー
役割：講師
西尾高校 2017年11月
学術貢献活動 3
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日本物理学会領域３代表
役割：企画立案・運営等
2021年4月 - 2022年3月
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日本物理学会領域３副代表
役割：企画立案・運営等
2020年4月 - 2021年3月
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ERATO事後評価委員
役割：審査・評価
国立研究開発法人科学技術振興機構（JST） 2018年9月 - 2021年3月