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奇パリティ多極子秩序系における新奇量子伝導

Publicly Offered Research

Project AreaJ-Physics: Physics of conductive multipole systems
Project/Area Number 16H01062
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

大串 研也  東北大学, 理学研究科, 教授 (30455331)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥8,450,000 (Direct Cost: ¥6,500,000、Indirect Cost: ¥1,950,000)
Fiscal Year 2017: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2016: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Keywords磁気四極子 / 強相関電子系 / 磁性 / 多極子
Outline of Annual Research Achievements

2017年度は、奇パリティ多極子秩序を示す電気伝導系に関する「物質開発」と「ドメイン観察」についての研究を実施した。「物質開発」に関しては、梯子型鉄系化合物BaFe2Se3に関する成果が挙がった。BaFe2Se3においては400K付近に構造相転移があることが知られていたが、その詳細は未解明であった。我々は、構造相転移温度以下において第二高調波発生を観測し、マクロな誘電分極が生じていること(電気双極子の強的秩序が実現していること)を明らかにした。その微視的機構は、250K以下で生じるブロック型反強磁性秩序を安定化させる構造歪の導入にある。つまり、400 K以下の常磁性相は、カイラルネマティック相ともいうべき新奇な電子相であることが判明した。「ドメイン観察」に関しては、鉄系超伝導体関連物質BaMn2As2に関する成果が挙がった。BaMn2As2は、625 K以下でチェッカーボード型反強磁性秩序を示すが、磁気空間群を検討すると反強磁性相は磁気四極子の強的秩序と見做せることが分かる。磁気四極子秩序相には、符号が反転したドメイン構造が存在するが、その大きさが未解明であった。我々は、第二高調波発生におけるaxial-iテンソルとpolar-cテンソルの干渉を通して、ドメイン構造を観察することを目指した。その結果、001面において明瞭な干渉効果を見出し、そのイメージングにより磁気四極子ドメインの大きさは0.1~1 mm^2スケールであることを見出した。この成果により、今後のシングルドメイン試料の作製や新奇量子伝導現象の発見への道筋をつけることができた。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2018 2017 2016

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 6 results)

  • [Journal Article] Two-phonon Absorption Spectra in the Layered Honeycomb Compound α-RuCl32017

    • Author(s)
      Yoshinao Hasegawa, Takuya Aoyama, Koya Sasaki, Yuka Ikemoto, Taro Moriwaki, Toshiya Shirakura, Riichiro Saito, Yoshinori Imai, and Kenya Ohgushi
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan

      Volume: 86 Issue: 12 Pages: 123709-123709

    • DOI

      10.7566/jpsj.86.123709

    • NAID

      210000134609

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Anisotropic magnetodielectric effect in the honeycomb-type magnet α - RuCl 32017

    • Author(s)
      Takuya Aoyama, Yoshinao Hasegawa, Shojiro Kimura, Tsuyoshi Kimura, and Kenya Ohgushi
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 95 Issue: 24 Pages: 245104-245104

    • DOI

      10.1103/physrevb.95.245104

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Post-perovskite Transition in Anti-structure2016

    • Author(s)
      Bosen Wang, and Kenya Ohgushi
    • Journal Title

      Sci. Rep.

      Volume: 6 Issue: 1 Pages: 37896-37896

    • DOI

      10.1038/srep37896

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] キタエフスピン液体候補物質の合成と基礎物性2018

    • Author(s)
      大串研也
    • Organizer
      日本物理学会第73回年次大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 空間反転対称性の破れた反強磁性体BaMn2As2における第二高調波発生2018

    • Author(s)
      江見知俊
    • Organizer
      日本物理学会第73回年次大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Ferroic Order of Magnetic Quadrupoles in BaMn2As22017

    • Author(s)
      Kenya Ohgushi
    • Organizer
      The 17th Korea-Taiwan- Japan Workshop on Strongly Correlated Electron Systems
    • Place of Presentation
      Yongpyong resort, korea
    • Year and Date
      2017-02-20
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] アンチポストペロブスカイトの物性科学2017

    • Author(s)
      大串研也
    • Organizer
      第2回固体化学フォーラム研究会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Superconductivity in Fe-based ladder compound BaFe2S32017

    • Author(s)
      Kenya Ohgushi
    • Organizer
      European Materials Research Society (E-MRS) Fall Meeting
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Superconductivity & Nematic order in Fe-based ladder compounds2017

    • Author(s)
      Kenya Ohgushi
    • Organizer
      International Workshop on Multipole Physics and Related Phenomena (J-Physics 2017)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] キタエフ型交換相互作用の拓くスピン液体の物理2017

    • Author(s)
      大串研也
    • Organizer
      第二回 量子スピン液体研究の新展開
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 第二高調波発生を用いた梯子型鉄系化合物BaFe2Se3における極性構造の探索2017

    • Author(s)
      今泉聖司
    • Organizer
      日本物理学会2017年秋季大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Kitaevスピン液体候補物質AX3(A = 遷移金属, X = Cl, I)の合成と物性2017

    • Author(s)
      長谷川慶直
    • Organizer
      日本物理学会2017年秋季大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 立方晶KSbO3型構造を持つLa3Ir3O11の物性測定2017

    • Author(s)
      青山拓也
    • Organizer
      日本物理学会2017年秋季大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

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Published: 2016-04-26   Modified: 2018-12-17  

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