Novel transport phenomena of strongly spin-orbit coupled electrons controlled through magnetic ions
Project/Area Number |
19H01839
|
Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
|
Allocation Type | Single-year Grants |
Section | 一般 |
Review Section |
Basic Section 13030:Magnetism, superconductivity and strongly correlated systems-related
|
Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
Principal Investigator |
AOKI Yuji 東京都立大学, 理学研究科, 教授 (20231772)
|
Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
|
Budget Amount *help |
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2019: ¥10,140,000 (Direct Cost: ¥7,800,000、Indirect Cost: ¥2,340,000)
|
Keywords | スピン軌道結合 / ディラック電子 / ワイル電子 / 巨大磁気抵抗 / 巨大反磁性 / カイラル結晶構造 / スピン軌道強結合電子 / 磁気抵抗 / 巨大反磁性効果 / 電子輸送 / 超格子反射 / 電荷密度波 |
Outline of Research at the Start |
重い元素を含み、かつ結晶対称性の低い化合物では、スピンと軌道角運動量が強く結合した「スピン軌道強結合電子」がトポロジカル電子状態を形成し、ワイル半金属などの特徴のある伝導物質となる場合がある。最近我々は、磁性イオンと結合したスピン軌道強結合電子が負の巨大磁気抵抗効果をもたらす積層化合物を見出した。本研究では、この伝導特性を詳しく調べ、スピン軌道強結合電子が持つ隠れた特性を明らかにする。さらに、関連する伝導現象を示す新たな物質群を探索する。
|
Outline of Final Research Achievements |
Novel topological electronic states have been revealed in which itinerant strongly spin-orbital-coupled electrons interact with magnetic ions in crystals, leading to peculiar electronic transport phenomena and magnetism. In the layered compound Eu3F4Bi2S4, we found an anomalous power-law temperature dependence of the electrical resistivity and a large negative magnetoresistance caused by the coupling with Eu magnetic moments, which cannot be explained by the conventional weak localization mechanism. We have also extended our research work to materials that have chiral structures or multi-layered shell clusters in the crystal structures, and have succeeded in finding several new topological electronic properties that reflect the unique crystal symmetries.
|
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究で実施した物性探索により、スピン軌道強結合電子が関与する多彩なトポロジカル電子状態を新たに見出すことができた。特に、層状化合物Eu3F4Bi2S4で観測された特異な伝導現象は、非従来型の局在効果の存在を示唆している。この現象は、基礎科学として重要であるのみならず、磁性イオンが持つ磁気モーメントの向きに敏感であり、巨大磁気抵抗効果として電子伝導を制御することができることから、新規スピントロニクス素子や、次世代量子情報処理の基盤技術につながる可能性がある。
|
Report
(4 results)
Research Products
(100 results)
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
[Journal Article] Evolution of the Fermi surface in superconductor PrO1-xFxBiS2 (x = 0.0, 0.3, and 0.5) revealed by angle-resolved photoemission spectroscopy2021
Author(s)
T. Morita, Y. Matsuzawa, S. Kumar, E. F. Schwier, K. Shimada, R. Higashinaka, T. D. Matsuda, Y. Aoki, N. L. Saini, and T. Mizokawa
-
Journal Title
Physical Review B
Volume: 103
Issue: 9
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
-
-
[Journal Article] Transverse-type Lattice Modulation in LaO0.5F0.5BiS2: Possible Charge Density Wave Formation2021
Author(s)
Joe Kajitani, Ryoko Sagayama, Hajime Sagayama, Keisuke Matsuura, Takumi Hasegawa, Reiji Kumai, Youichi Murakami, Masaaki Mita, Takuya Asano, Ryuji Higashinaka, Tatsuma D. Matsuda, Yuji Aoki
-
Journal Title
J. Phys. Soc. Jpn.
Volume: 90
Issue: 10
Pages: 103601-103601
DOI
NAID
Related Report
Peer Reviewed
-
-
[Journal Article] Isotropic Parallel Antiferromagnetism in the Magnetic-Field-Induced Charge-Ordered State of SmRu4P12 caused by p-f hybridization2020
Author(s)
T. Matsumura, S. Michimura, T. Inami, C. H. Lee, M. Matsuda, H. Nakao, M. Mizumaki, N. Kawamura, M. Tsukagoshi, S. Tsutsui, H. Sugawara, K. Fushiya, T. D. Matsuda, R. Higashinaka, and Y. Aoki
-
Journal Title
Physical Review B
Volume: 102
Issue: 21
Pages: 214444-214444
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
-
[Journal Article] muSR and Neutron Scattering Studied on Possible Partially-Disordered Magnetic State Coexisting with Heavy Quasiparticles in SmPt2Si22020
Author(s)
Naoki Nakamura, Ryuji Higashinaka, Kengo Fushiya, Ryo Tsubota, Takashi U. Ito, Wataru Higemoto, Akiko Nakao, Ryoji Kiyanagi, Takashi Ohhara, Koji Kaneko, Tatsuma D. Matsuda, and Yuji Aoki
-
Journal Title
J. Phys. Soc. Cof.
Volume: 29
Pages: 12009-12009
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
-
-
[Journal Article] Detection of Hole Pockets in the Candidate Type-II Weyl Semimetal MoTe2 from Shubnikov-de Haas Quantum Oscillations2020
Author(s)
Y. J. Hu, W. C. Yu, Kwing To Lai, D. Sun, F. F. Balakirev, W. Zhang, J. Y. Xie, K. Y. Yip, E. I. Paredes Aulestia, Rajveer Jha, Ryuji Higashinaka, Tatsuma D. Matsuda, Y. Yanase, Yuji Aoki, and Swee K. Goh
-
Journal Title
Physical Review Letters
Volume: 124
Issue: 7
Pages: 076402-076402
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
-
-
-
[Journal Article] Investigations of an anomalous partial magnetic ordered state coexisting with heavy felectron state of SmPt2Si22020
Author(s)
Naoki Nakamura, Ryuji Higashinaka, Kengo Fushiya, Ryo Tsubota, Takashi U. Ito, Wataru Higemoto, Akiko Nakao, Ryoji Kiyanagi, Takashi Ohhara, Koji Kaneko, Tatsuma D. Matsuda, and Yuji Aoki
-
Journal Title
J. Phys. Soc. Cof.
Volume: 30
Pages: 11062-11062
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
-
-
-
-
-
-
-
-
-
[Presentation] ARPESによるカイラル結晶IrGe4,IrSn4 の電子状態2023
Author(s)
林元輝, 山本陽太郎, 大川万里生, 中村直貴, 東中隆二, 松田達磨, 青木勇二, 小澤健一, 北村未歩, Marek Kopciuszynski, Alexey Barinov, Naurang. L. Saini, 溝川貴司
Organizer
日本物理学会2023 年春季大会
Related Report
-
[Presentation] SmAu3Al7が示す重い電子状態と共存した部分無秩序相における磁気構造2023
Author(s)
東中隆二, 北川紘章, 金子耕士, 伊藤孝, 大原高志, 田端千紘, 鬼柳亮嗣, 萩原雅人, 中尾朗子, 神戸振作, 松田達磨, 青木勇二
Organizer
日本物理学会2023 年春季大会
Related Report
-
[Presentation] 単結晶中性子回折によるSmAu3Al7が示す部分無秩序相の研究2023
Author(s)
北川紘章, 東中隆二, 金子耕士, 伊藤孝, 大原高志, 田端千紘, 鬼柳亮嗣, 萩原雅人, 中尾朗子, 神戸振作, 松田達磨, 青木勇二
Organizer
日本物理学会2023 年春季大会
Related Report
-
[Presentation] カイラル構造を持つTrX4(Tr: Rh, Ir, X: Ge, Sn) における輸送特性とフェルミ面の研究2022
Author(s)
矢沼彩乃, 中村直貴, 大村瑠美, 千葉優馬, 東中隆二, 松田達磨, 青木勇二, 播磨尚朝
Organizer
日本物理学会2022 年春季大会
Related Report
-
[Presentation] 単結晶PrNb2Al20 のNMR 緩和率測定2022
Author(s)
久保徹郎, 藤秀樹, 小手川恒, 播磨尚朝, 東中隆二, 中間章浩, 青木勇二, 佐藤英行, 井原慶彦, 後藤貴行, 平田倫啓, 佐々木孝彦
Organizer
日本物理学会2022 年春季大会
Related Report
-
-
[Presentation] 希土類かご状物質での局所原子揺らぎの観測2022
Author(s)
小林洋大, KEIKO WIDYANISA, 星翔太, 荒瀬将太朗, 松浦航, 伊賀文俊, 原嘉昭, 金子耕士, 東中隆二,青木勇二, 松田達磨, 八方直久, 林好一, 大山研司
Organizer
日本物理学会2022 年春季大会
Related Report
-
[Presentation] 量子臨界物質YbRh2Si2 の硬X 線分光理論2022
Author(s)
雀部矩正, 河端拓, 明渡悠, 阿部晃大, 松本孝之, 下笠諒平, 保井晃, 河村直己, 池永英司, 筒井智嗣, 佐藤仁, 松田達磨, 渡辺真仁, 魚住孝幸, 水牧仁一朗, 三村功次郎
Organizer
日本物理学会2022 年春季大会
Related Report
-
-
[Presentation] Non-Kramers CrystalIine-Electric-Field Doublet-Triplet Excitation and Slow Dynamics in PrNb2AI20 Studied by Nuclear Magnetic Resonance2022
Author(s)
Tetsuro Kubo Hideki Tou, Hisashi Kotegawa, Hisatomo Harima, Ryuji Higashinaka, Akihiro Nakama, Yuji Aoki, Hideyuki Sato, Yoshihiko lhara, Takayuki Goto, Michihiro Hirata, Takahiko Sasaki
Organizer
29th International Conference on Low Temperature Physics
Related Report
Int'l Joint Research
-
-
[Presentation] ARPES によるカイラル結晶IrGe4 の電子状態2022
Author(s)
林元輝, 大川万里男, 中村直貴, 東中隆二, 松田達磨, 青木勇二, 北村未歩, 志賀大亮, 組頭広志, N. L. Saini, 溝川貴司
Organizer
日本物理学会2022 年秋季大会
Related Report
-
-
-
-
-
-
[Presentation] Electronic structure of skyrmion-hosting Gd2PdSi3 revealed by angle-resolved photoemission spectroscopy2021
Author(s)
Yuyang Dong, Yosuke Arai, Kenta Kuroda, Misayuki OchiA, Natsumi TanakaB, Hiroaki Tanaka, Yuxuan Wan, Kiyohisa TanakaC, Shin-ichiro IdetaC, Takayuki MuroD, Tatsuma D. MatsudaB, Takeshi Kondo
Organizer
日本物理学会2021 年秋季大会
Related Report
-
-
-
-
-
[Presentation] SmRu4P12 磁場誘起電荷秩序相における長短型反強磁性と格子変調2021
Author(s)
松村武, 道村真司, 稲見俊哉, 李哲虎, 松田雅昌, 中尾裕則, 水牧仁一朗, 河村直己, 筒井智嗣, 塚越舜, 菅原仁, 東中隆二, 松田達磨, 青木勇二
Organizer
日本物理学会2021 年春季大会
Related Report
-
-
[Presentation] 内殻硬X 線光電子線二色性による反強磁性体SmPt2Si2 における4f 軌道対称性の研究2020
Author(s)
有長祐人, 濱本諭, 近藤佑宥, 藤原秀紀, 西本幸平, 姫野良介, 木須孝幸, 中田惟奈, 今田真, 田中新, 中川広野, 山崎篤志, 東谷篤志, 玉作賢治, 矢橋牧名, 石川哲也, 山田瑛, 東中隆二, 松田達磨, 青木勇二, 関山明
Organizer
日本物理学会 2020年秋季大会
Related Report
-
[Presentation] 角度分解光電子分光によるカイラル結晶IrGe4 の電子状態2020
Author(s)
島岩泰暉, 密岡拓心, 溝川貴司, 大村瑠美, 千葉優馬, 東中隆二, 松田達磨, 青木勇二, 島田賢也, Shiv Kumar,Eike F. Schwier, A. Barinov, V. Kandyba, A. Giampietri, N.L. Saini
Organizer
日本物理学会 2020年秋季大会
Related Report
-
-
-
-
-
[Presentation] 充填スクッテルダイト化合物PrFe4P12 に対する直線偏光依存硬X 線内殻光電子分光2020
Author(s)
濱本諭, 近藤佑宥, 藤原秀紀, 木須孝幸, 東谷篤志, 山崎篤志, 今田真, 田中新, 玉作賢治, 矢橋牧名, 石川哲也, 中村直貴, 東中隆二, 松田達磨, 青木勇二, 関山明
Organizer
日本物理学会第75 回年次大会
Related Report
-
[Presentation] 内殻硬X線光電子線二色性による反強磁性体SmPt2Si2 の4f 軌道対称性研究2020
Author(s)
有長祐人, 濱本諭, 近藤佑宥, 藤原秀紀, 西本幸平, 姫野良介, 木須孝幸, 中田惟奈, 今田真, 中川広野, 山崎篤志, 東谷篤志, 玉作賢治, 矢橋牧名, 石川哲也, 山田瑛, 東中隆二, 松田達磨, 青木勇二, 関山明
Organizer
日本物理学会第75 回年次大会
Related Report
-
-
-
[Presentation] BiS2 系層状化合物の温度-圧力相図2020
Author(s)
有馬寛人, Y. Yuan, 内藤康氏, 工藤一輝, 矢藤優佑, Rajveer Jha, 後藤陽介, 水口佳一, 松田達麿, 青木勇二, 松林和幸
Organizer
日本物理学会第75 回年次大会
Related Report
-
-
-
-
-
[Presentation] Development of slow fluctuations at lowtemperatures in PrNb2Al20 revealed by 27Al-and 93Nb-NMR measurements2019
Author(s)
T. Kubo, H. Tou, R. Miyake, H. Matsuno, H. Kotegawa, H. Harima, R. Higashinaka, A. Nakama, Y. Aoki, H. Sato,Y. Ihara, T. Goto, M. Hirata, and T. Sasaki
Organizer
J-Physics 2019, International Conference & KINKEN-WAKATE 2019
Related Report
Int'l Joint Research
-
[Presentation] Investigations of an anomalous partial magnetic ordered state coexisting with heavy electron state of SmPt2Si22019
Author(s)
N. Nakamura, R. Higashinaka, K. Fushiya, R. Tsubota, T. U Ito, W. Higemoto, A. Nakao, R. Kiyanagi, T. Ohhora, K. Kaneko, T. D. Matsuda and Y. Aoki:
Organizer
J-Physics 2019, International Conference & KINKEN-WAKATE 2019
Related Report
Int'l Joint Research
-
-
-
-
[Presentation] Super lattice structure in BiS2 layeredsuperconductor LaO0:5F0:5BiS22019
Author(s)
Hajime Sagayama, Joe Kajitani, Ryoko Sagayama, Takumi Hasegawa, Reiji Kumai, Youichi Murakami, Keisuke Matsuura, Masaaki Mita, Takuya Asano, Ryuji Higashinaka, Tatsuma D. Matsuda, Yuji Aoki:
Organizer
International Conference on Strongly Correlated Electron Systems (SCES) 2019
Related Report
Int'l Joint Research
-
-
-
[Presentation] NMR Study of the Microscopic Inhomogeneity in the Non-Kramers System PrT2Al20 (T=Nb, Ta)2019
Author(s)
Tetsuro Kubo, Hideki Tou, Ryoma Miyake, Haruki Matsuno, Hisashi Kotegawa, Hisatomo Harima, Ryuji Higashinaka, Akihiro Nakama, Yuji Aoki, Hideyuki Sato, Yoshihiko Ihara, Takayuki Goto, Takahiko Sasaki:
Organizer
International Conference on Strongly Correlated Electron Systems (SCES) 2019
Related Report
Int'l Joint Research
-
-
-
-
-
-
[Presentation] Pr(O,F)BiS2 のPr 原子価とフェルミ面2019
Author(s)
守田智洋, 岡本陽平, 松澤悠, 溝川貴司, Eike Schwier, 島田賢也, Naurang Saini, 梶谷丈, 東中隆二, 松田達磨, 青木勇二
Organizer
日本物理学会2019 年秋季大会
Related Report
-
[Presentation] カイラル結晶構造を持つIrGe4 の光電子分光2019
Author(s)
島岩泰暉, 密岡拓心, 溝川貴司, 大村瑠美, 千葉優馬, 東中隆二, 松田達磨, 青木勇二, 有田将司, A. Barinov, V. Kandyba, A. Giampietri, N. L. Saini:
Organizer
日本物理学会2019 年秋季大会
Related Report
-
[Presentation] PrT2Al20 (T = Nb,Ta) における超微細結合の27Al-および93Nb-NMR による研究2019
Author(s)
久保徹郎, 藤秀樹, 三宅遼磨, 松野治貴, 小手川恒, 播磨尚朝, 東中隆二, 中間章浩, 青木勇二, 佐藤英行, 井原慶彦, 後藤貴行, 平田倫啓, 佐々木孝彦
Organizer
日本物理学会2019 年秋季大会
Related Report
-
-
-
[Presentation] 充填スクッテルダイト化合物PrFe4P12 に対する硬X線内殻光電子線二色性の観測2019
Author(s)
濱本諭, 藤原秀紀, 木須孝幸, 東谷篤志, 山崎篤志, 今田真, 田中新, 玉作賢治, 矢橋牧名, 石川哲也, 中村直貴, 東中隆二, 松田達磨, 青木勇二, 関山明
Organizer
日本物理学会2019 年秋季大会
Related Report
-
-
-
-
-
-
[Presentation] 共鳴硬X 線光電子分光によるCe122 の電子状態の研究2019
Author(s)
井角元, 水牧仁一朗, 雀部矩正, 保井晃, 明渡悠, 河端拓, 下笠諒平, 柴垣善則, 河村直己, 池永英司, 筒井智嗣, 佐藤仁, 魚住孝幸, 松田達磨, 大貫惇睦, 三村功次郎
Organizer
日本物理学会2019 年秋季大会
Related Report
-