First-principles study of electronic structure topology and macroscopic phenomena in antiferromagnets
Publicly Offered Research
| Project Area | Frontiers of materials science spun from topology |
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| Project/Area Number |
18H04230
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
鈴木 通人 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (10596547)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2019)
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| Budget Amount *help |
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
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| Keywords | 第一原理計算 / 磁性 / 異常ホール効果 / トポロジー / 反強磁性 / 対称性 / 反強磁性体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
当該年度の研究では、磁気空間対称性がトポロジー構造とマクロ物性に及ぼす影響と波数空間におけるベリー曲率・ワイル点の分布とマクロ物性の相関関係を明らかにするため、研究代表者らが提案した磁気構造の多極子展開手法と第一原理計算手法を組み合わせ、反強磁性体の網羅的な計算・解析による研究を実施している。その一環として、アンチペロブスカイトマンガン窒化物の安定磁気構造の評価を行い、これらの物質で異常ホール効果を引き起こす反強磁性構造が安定・準安定な状態として存在することを示した上で、反強磁性秩序による異常ホール効果の系統的な解析を実施している。
この研究では、異常ホール伝導度がベリー曲率の占有バンドの和と波数空間の積分によって求められる点に着目し、異常ホール効果を起こす反強磁性秩序状態に対して波数空間のベリー曲率の解析から、異常ホール伝導度の大きさと相関を示すバンド構造特性の解析に取り組んでいる。この解析をもとに、これらの安定・準安定な磁気秩序相で異常ホール伝導度の大小を決定づけているのが、ワイル点近傍の発散的に大きなベリー曲率ではなく、フェルミ準位近傍に広がった比較的小さなベリー曲率の分布であることなど、磁性金属における異常ホール伝導度の増強要因について多くの知見を得ることができた。これらの研究成果は学術論文としてまとめられ、Physical Review B誌に出版されている(Huyen, Suzuki et al., Phys. Rev. B 100, 094426(2019))。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(19 results)
