一軸異方性を有する金属強磁性体の有限温度磁気特性に関する理論研究
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21K04624
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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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| Review Section |
Basic Section 26010:Metallic material properties-related
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| Research Institution | Akita National College of Technology (2022-2023)
Tohoku University (2021) |
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Principal Investigator |
三浦 大介 秋田工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (90708455)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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| Keywords | 遍歴電子磁性 / 結晶磁気異方性 / 有限温度 / 有限温度遍歴磁性 / 帯磁率 / 有限温度磁気特性 / 金属強磁性 / 微視的理論 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は，実用磁性材料として重要なFeやFePt，パーマロイといった金属磁性材料を対象物質とした有限温度磁気特性に関する理論研究であり，以下の3点を目的とする：
(i) 強磁性金属の帯磁率を定量的に記述するための理論を，単に形式的に書き下すだけでなく，実際に数値計算可能な形式に新規構築し，その実行可能性を示すこと．
(ii) 上記理論により帯磁率を全温度領域において統一的に記述し，その温度特性の支配因子を解明すること．
(iii) 異方性磁場や磁気異方性定数といったその他の物理量との相関を示し，それらが示す温度特性を解明すること．
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| Outline of Annual Research Achievements |
強磁性金属の物性は電子が結晶内を遍歴することに起因した特徴が顕著に現れるため，その物性理論はバンド理論を前提として構築される必要がある．このことは，本系の有限温度磁気特性を局在スピン描像で議論してはいけないことを示唆しており，その理論的枠組みは，温度上昇によって生じる電子のスピン揺らぎの効果と，その結果形成されるバンド構造が互いに適合するよう配慮されたものでなければならない．加えて，単に式を書き下しただけの形式論ではなく，現実的な計算機負荷の範囲で結果が出るような高い実行性をも求められる．このような要求の下，我々はDLM (disordered local moment) 描像で有限温度磁気特性を捉えることとし，CPA (coherent potential approximation) を利用することで高度な実行可能性を確保し，研究を推進してきた．
本研究では以下の成果が得られた．(1) 一軸磁気異方性を示す遍歴電子系の単純模型において，縦帯磁率や横帯磁率，磁化Mなどの物性値を有限温度で同時に記述し，Curie-Weiss則が再現されることや，現実的なCurie温度の値が得られることを示した．(2) Ku (一軸磁気異方性定数) を有限温度で記述し，ある極限において Ku∝M^2 という温度依存性が得られることを示した．また，Ku∝M^αとおいたとき，模型パラメータを慎重に設定することによりαの値が3を超えるような例も作れることを示した (α=3は一軸磁気異方性を持つ局在スピン系が示す典型的な値であるが，この値を超えていくという部分に遍歴スピン磁性が示す磁気異方性の多様性が現れている)．(3) 以上の数値計算をゼロ磁場において実行するための枠組みを構築した．
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Report
(3 results)
Research Products
(6 results)
