• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

対称性に立脚したレーザー誘起磁気異方性の理論研究:非共面磁気構造予測の新指針提案

Research Project

Project/Area Number 23KJ0557
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeMulti-year Fund
Section国内
Review Section Basic Section 13030:Magnetism, superconductivity and strongly correlated systems-related
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

山家 椋太  東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2023-04-25 – 2024-03-31
Project Status Discontinued (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2024: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2023: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords強相関電子系 / 磁性 / スキルミオン / 非平衡
Outline of Research at the Start

電子スピンの空間的な配列である磁気構造のうち、非共面的な磁気構造が示すトポロジカルな性質や量子伝導現象が注目されている。非共面磁気構造の安定化機構として磁気異方性があり、磁気異方性の有無は空間反転・回転・鏡映という結晶対称性によって決まる。本研究の目的は、レーザーによる結晶対称性の低下を利用した、磁気異方性の外因的な制御理論を確立することである。また、レーザーに誘起された磁気異方性によって、非共面磁気構造を安定化および制御できる可能性を検証する。これらを達成することで、非共面磁気構造を予測するための新指針を提案する。

Outline of Annual Research Achievements

電子スピンの空間的な配列である磁気構造のうち、非共面的な磁気構造が示すトポロジカルな性質や量子伝導現象が注目されている。本研究の目的は、非共面磁気構造の安定化に重要な役割を果たす磁気相互作用の制御理論を確立することである。さらに、磁気相互作用を制御することで、非共面磁気構造を安定化および制御できる可能性を検証した。研究期間を通じて得られた主な研究成果を以下に示す。
(1) 物質中の磁気相互作用の有無は空間反転・回転・鏡映という結晶対称性によって決まる。本研究では、レーザー照射による結晶対称性の低下を利用した磁気相互作用の制御を試みた。結果として、レーザーのもとで結晶対称性がカイラル点群や白黒磁気点群へと低下し、様々なレーザー誘起磁気相互作用が現れることを明らかにした。
(2) 結果(1)で得られたレーザー誘起磁気相互作用を利用して、共線磁気構造および共面磁気構造から非共面磁気構造へ磁気構造を変化させることが可能かを検証した。結果として、カゴメ格子上の強磁性構造と120度構造にレーザーを照射することで、非共面的な構造を誘起できることを明らかにした。また、フロッケ理論を用いて、レーザーに誘起された3スピン相互作用が重要な役割を果たすことを明らかにした。
(3) トポロジカルな非共面磁気構造であるスキルミオンをレーザー誘起相互作用で安定化できることを明らかにした。このとき、スキルミオンのトポロジカルな性質を、レーザーの振動数と偏光で制御できることを明らかにした。
(4) 多極子自由度をレーザーによって制御できることを明らかにした。
(5) DyTe3が示す非共面磁気構造の微視的な起源を明らかにした。

Report

(1 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2024 2023

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] Scalar spin chirality induced by a circularly polarized electric field in a classical kagome magnet2024

    • Author(s)
      Yambe Ryota、Hayami Satoru
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 109 Issue: 6 Pages: 064428-064428

    • DOI

      10.1103/physrevb.109.064428

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Analysis of Photo-Induced Chirality and Magnetic Toroidal Moment Based on Floquet Formalism2024

    • Author(s)
      Hayami Satoru、Yambe Ryota、Kusunose Hiroaki
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan

      Volume: 93 Issue: 4 Pages: 043702-043702

    • DOI

      10.7566/jpsj.93.043702

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Dynamical generation of skyrmion and bimeron crystals by a circularly polarized electric field in frustrated magnets2024

    • Author(s)
      Yambe Ryota、Hayami Satoru
    • Journal Title

      arXiv:2403.06118

      Volume: -

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Journal Article] Non-coplanar helimagnetism in the layered van-der-Waals metal DyTe32024

    • Author(s)
      S. Akatsuka, S. Esser, S. Okamura, R. Yambe, R. Yamada, M.M. Hirschmann, S. Aji, J.S. White, S. Gao, Y. Onuki, T.-h. Arima, T. Nakajima, and M. Hirschberger
    • Journal Title

      arXiv:2306.04854

      Volume: -

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Journal Article] Symmetry analysis of light-induced magnetic interactions via Floquet engineering2023

    • Author(s)
      Yambe Ryota、Hayami Satoru
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 108 Issue: 6 Pages: 064420-064420

    • DOI

      10.1103/physrevb.108.064420

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 円偏光電場によるスキルミオン結晶の安定化とトポロジーの制御2024

    • Author(s)
      山家 椋太,速水 賢
    • Organizer
      日本物理学会2024年春季大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] レーザー誘起磁気相互作用による非共面磁気構造の安定化2023

    • Author(s)
      山家 椋太, 速水 賢
    • Organizer
      日本物理学会第78回年次大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Floquet engineering of magnetic interactions: Understanding based on the crystal symmetry lowering2023

    • Author(s)
      R. Yambe and S. Hayami
    • Organizer
      International Conference on Quantum Liquid Crystals 2023
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Symmetry analysis of light-induced magnetic interactions via Floquet engineering2023

    • Author(s)
      R. Yambe and S. Hayami
    • Organizer
      Trends in MAGnetism 2023
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Sublattice-dependent Skyrmion Crystals by Itinerant Frustration2023

    • Author(s)
      R. Yambe and S. Hayami
    • Organizer
      International Conference on Strongly Correlated Electron Systems 2023
    • Related Report
      2023 Annual Research Report

URL: 

Published: 2023-04-26   Modified: 2024-12-25  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi