Investigation of novel physical properties related to ferroaxial order
| Project/Area Number |
22KJ0797
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| Project/Area Number (Other) |
22J11247 (2022)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2023)
Single-year Grants (2022) |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 13020:Semiconductors, optical properties of condensed matter and atomic physics-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
林田 健志 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2023-03-08 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
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| Keywords | フェロアキシャル / 強的秩序 / ドメイン / フェロアキシャル秩序 / 磁気キラル効果 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では，結晶中の自発的な回転歪みによって特徴づけられる新規な強的秩序状態である「フェロアキシャル秩序」に関する物性の開拓を行う。特に，強的秩序を定義する上で最も重要となる，フェロアキシャル秩序の外場印加による制御の実現を主たる目的とする。加えて，フェロアキシャル秩序と他の強的秩序状態とのカップリング現象の探索,またフェロアキシャル物質群の拡充にも取り組み，フェロアキシャル秩序に関連した新規物性の開拓をねらう。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、結晶中の自発的な回転歪みに特徴づけられる新規な強的秩序状態である「フェロアキシャル秩序」を対象に、秩序の外場制御、他の秩序状態とのカップリング現象の探索、物質群の拡張といった新規物性開拓を目的とした。研究の最終年度である今年度は、特に外場による秩序の制御に取り組んだ。これまでに外場によるフェロアキシャル秩序の制御が困難であった背景には、代表的なフェロアキシャル物質であるNiTiO3, RbFe(MoO4)2について、前者は相転移温度が非常に高温 (1560 K)であること、後者は相転移において格子定数が大きく変化し、結晶が破壊されてしまう、ということがあった。これらの課題を克服するような、新たなフェロアキシャル物質として、相転移温度が700 K程度と比較的アクセスしやすい温度にあり、また大きな格子定数の変化を伴わない二次相転移を示すNa2BaNi(PO4)2に着目した。同物質の単結晶をフラックス法、また従来報告例のなかった浮遊帯域溶融法を用いて合成し、中性子線回折による構造解析や、電場誘起旋光性を用いたドメイン観測を行い、フェロアキシャル秩序の存在を明らかにした。このNa2BaNi(PO4)2を対象に、応力印加によるドメイン制御に取り組んだ。適切な方向から応力を印加した状態で、相転移温度近傍を徐冷した結果、シングルドメインが形成される傾向が観測された。今後応力の影響をさらに精査すべく、定量的な応力の評価などを行う予定である。
本研究では、新規フェロアキシャル物質の発見や、同秩序に由来した新規光学現象電場誘起磁気キラル二色性の観測など、目的としていた新規物性開拓の多くを達成した。本研究が、新興の強的秩序であるフェロアキシャル秩序に関する更なる研究の発展に貢献することを期待する。
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Report
(2 results)
Research Products
(14 results)
