Symmetry analysis of spin-dependnet electric dipole and its application to magnetoelectric effects
| Project/Area Number |
17K05516
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Research Field |
Condensed matter physics II
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
古賀 幹人 静岡大学, 教育学部, 教授 (40324321)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2020: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2019: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2018: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
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| Keywords | 電気磁気効果 / 量子スピン系 / 四極子 / 方向二色性 / 非相反現象 / ベクトルスピンカイラリティー / 非相反方向二色性 / 量子臨界点 / 振幅モード / 電子スピン共鳴 / 中性子散乱 / ハニカム格子 / 三角格子 / 縦横揺らぎ / スピンダイマー / 電気双極子 / スピン / 点群 / パリティ混成 / マルチフェロイクス / スピン四極子 / エレクトロマグノン / パリティー混成 |
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| Outline of Final Research Achievements |
The magnetoelectric effect is related to the symmetry of materials. It is needed to have a useful formulation to describe the effect in terms of the symmetry in complicated magnets. Electron spin is known as the origin of magnetism, while spin quadrupole can play an important role in electric effects. First, we classified how the electric dipole operator is described by the spin quadrupole operators based on the symmetry of materials. Next, we applied the formulation to specific magnets and showed how the observed effects are explained by the theory in cooperation with experimental groups. Through a series of our studies, we presented a practical theory for magnetoelectric effects such as magnetism-induced electric polarization and directional dichroism of light.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
電気磁気効果を利用すれば、磁性体を電気的に制御することも可能となり、電子デバイスへの応用も期待されている。一方、電気磁気効果を引き起こす起源は複数あり得えるため、どのメカニズムが有効に働くかを調べる必要がある。本研究では、単一スピンによる四極子と2つのスピンによる四極子から誘起される電気双極子を、対称性に基づいて分類した。複雑な物質であっても対称性だけで電気双極子をスピン演算子を用いて簡単に定式化できるため、ミクロな理論で実験を解析する際に非常に有効である。それを具体的な物質に適用し、理論の有効性を確認している。本研究は、電気磁気効果を調べる基礎理論として、今後の発展が期待される。
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Report
(5 results)
Research Products
(44 results)
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[Presentation] CsFeCl3の圧力誘起磁気相のESRによる研究2019
Author(s)
鈴木哲平, 奥藤涼介, 齋藤佑, 原茂生, 櫻井敬博, 高橋英幸, 大久保晋, 太田仁, 松本正茂, 栗田伸之, 田中秀数
Organizer
日本物理学会 ２０１９年 秋季大会
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[Presentation] 基底一重項磁性体CsFeCl3の圧力誘起量子相転移の中性子散乱研究2018
Author(s)
林田翔平, 萩原雅人, 松本正茂, 栗田伸之, 田中秀数, 上床美也, 伊藤晋一, 左右田稔, Tao Hong, Oksana Zaharko, 益田隆嗣
Organizer
日本物理学会２０１８年年次大会
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