| Project/Area Number |
23K20821
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| Project/Area Number (Other) |
21H01026 (2021-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2021-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 13030:Magnetism, superconductivity and strongly correlated systems-related
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
Kimura Shojiro 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (20379316)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中野 元裕 大阪大学, 大学院理学研究科, 教授 (00212093)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥12,480,000 (Direct Cost: ¥9,600,000、Indirect Cost: ¥2,880,000)
Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥9,100,000 (Direct Cost: ¥7,000,000、Indirect Cost: ¥2,100,000)
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| Keywords | 動的ヤーンテラー効果 / 軌道自由度 / 電気磁気効果 / 物性制御 / 強磁場 / 多重物性制御 / d軌道 / ヤーンテラー効果 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は動的ヤーンテラー効果を用いた多様な物性制御の実証とその量子ダイナミクスの解明を目的とする。これまで金属錯体[MnIII(taa)]の実験によって電気磁気効果が動的ヤーンテラー効果により増強されること、これがヤーンテラー歪の磁場配向が誘起する磁気四極子によって引き起こされることを明らかにした。さらに誘電率測定から動的ヤーンテラー効果に伴う分子擬回転の量子化を示唆する結果を得た。
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| Outline of Final Research Achievements |
In order to demonstrate the possibility of controlling various physical properties using the Dynamic Jahn-Teller (JT) effect, which reveals the functionality and quantum nature of the d-orbital degree of freedom, we measured magnetostriction, thermal expansion, dielectric constant, electric field and AC magnetization of the transition metal complex [MnIII(taa)] in a magnetic field. As a result, We have clarified that due to the alignment of the molecular distortions by the magnetic field which occurs because of the influence of coupling between spin and JT distortion via spin-orbit interaction, uniaxial extensional magnetostriction and a relatively large magnetocapacitance effect arise, and that the magnetoelectric effect specific is enhanced. Furthermore, we showed that the magnetoelectric effect in [MnIII(taa)], which belongs to the crystal point group Td, is caused by a magnetic quadrupole produced by the application of a magnetic field.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
これまで注目されて来なかった動的JT効果に発現する軌道自由度を活用することによる多様な物性制御を実証した。これにより、電気分極、誘電性、格子歪みなどの多岐にわたる物性の連続的かつ自在な制御の可能性が拡がった。またJT歪みの磁場配向が空間反転対称性が破れによる非自明な電気磁気結合にも効果的に働き電気磁気効果を増強する有効な手法となることが示された。また本研究の磁場誘起した磁気四極子によって電気磁気効果を発現させる発想は、磁気多極子を用いた新たな機能発現の方法を提供する。本研究で示めされた動的JT効果による物性制御の手法は交差相関の科学を進展させるとともに、多機能物質の設計に新たな指針を与える。
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