物性物理学：共鳴非弾性X線散乱による差分スピン流の観測

スピン流、すなわちスピン角運動量の流れを小型磁気デバイスにおいて制御することは、将来の省エネルギー情報技術の有力候補であるスピンエレクトロニクスの主要な目的である。純粋なスピン流はこれまで直接測定されたことがなく、これは、関連する浮遊電場、もしくは非平衡スピン依存分布関数のずれ、またはその両方が、電荷輸送に最適化された従来の実験的検出手法で検出するには小さ過ぎるからである。今回我々は、共鳴非弾性X線散乱（RIXS）が、磁性絶縁体にかけられた温度勾配の存在下で、磁気秩序のスピン波励起の量子であるマグノンによって運ばれるスピン流を測定することによって、この溝を埋められることを報告する。これが可能なのは、非平衡条件下でのマグノン分布の微小変化に対して、運動量分解およびエネルギー分解されたRIXS強度が感度を持つからである。我々は、ボルツマン方程式を緩和時間近似で使用して、マグノンスピントロニクスの実現に不可欠な、有限運動量でのマグノン寿命などの輸送パラメーターを抽出した。

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