Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
申請者が世界に先駆けて発見した磁気圧電効果を用いて、電流によって誘起される量子液晶状態の検出と定量評価を狙う。磁気圧電効果は、電流により電荷液晶状態が誘起されることで物質の歪みが生じる現象である。磁気圧電効果の信号を精密計測することで、電流により誘起される量子液晶状態の情報を得ることができる。定量評価に向けて実験系の改良を行い、量子液晶状態の温度変化の精密測定や空間分布の計測を狙う。以上の精密計測により、量子液晶の包括的理解に貢献する。
本研究では、申請者が世界に先駆けて実験的に開拓した「磁気圧電効果（Magneto-Piezoelectric effect）」を用いて、電流に誘起されて発生する電子ネマティック状態を精密計測し、電子ネマティック秩序の感受率の見積もりや反強磁性ドメイン観察の達成を当初の目標とした。磁気圧電効果は空間反転対称性の破れた磁性金属において現れ、その信号強度は電子ネマティック秩序の感受率に比例し、信号の位相は磁気ドメインの情報を与える。本研究課題では磁気圧電効果信号の信号強度と位相を高精度測定し、空間マッピングすることを達成目標とし、外場により誘起された電荷液晶状態の新しい精密観測手法の実現により、量子液晶の包括的理解に貢献することを目指した。昨年度までに、磁気圧電効果の低温測定系の改良を進め、最初に報告した結果よりも低温での実験が可能になる測定系を構築した。その低温測定系を用いてEuMnBi2における磁気圧電効果を調べなおし、磁気圧電効果信号が低温に向かって増大することを見出し、Sci. Rep.誌に報告した。その後、様々な物質を変えて実験を進める中で、特筆すべき結果が得られ始めた。非常に典型的な磁性体であるが非自明な金属-絶縁体転移を示すマグネタイト(Fe3O4）の低温相（絶縁体相）において圧電効果が大きな磁場依存性を示すことを見出した。マグネタイトの低温相においては量子液晶であるトライメロン秩序が発現することが知られており、トライメロンとの関連性を調べるべく外部磁場下での測定系の改良を続け、継続して研究を行っている。
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
All 2022 2021 2020
All Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results, Peer Reviewed: 8 results, Open Access: 3 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results, Invited: 4 results) Book (2 results)
Applied Physics Letters
Volume: 120 Issue: 7 Pages: 072405-072405
10.1063/5.0083012
Journal of the Physical Society of Japan
Volume: 90 Issue: 8 Pages: 083702-083702
10.7566/jpsj.90.083702
40022647396
Nature Communications
Volume: 12 Issue: 1 Pages: 51991-7
10.1038/s41467-021-25494-7
Physical Review B
Volume: 104 Issue: 11 Pages: 115109-115109
10.1103/physrevb.104.115109
Scientific Reports
Volume: 11 Issue: 1 Pages: 24216-24216
10.1038/s41598-021-03754-2
Physical Review Applied
Volume: 16 Issue: 5 Pages: 054001-054001
10.1103/physrevapplied.16.054001
Volume: 89 Issue: 12 Pages: 124601-124601
10.7566/jpsj.89.124601
40022438255
Volume: 10 Issue: 1 Pages: 7574-7574
10.1038/s41598-020-64530-2
