2015 Fiscal Year Annual Research Report
高周波領域におけるスキルミオンダイナミクスの制御とそれに伴う量子輸送現象
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14J09980
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
岡村 嘉大 東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2017-03-31
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| Keywords | 磁性 / スキルミオン / マルチフェロイクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、スキルミオンと呼ばれる渦状の磁気構造が発現させる多彩な電磁気応答に注目している。Cu2OSeO3という物質においてスキルミオンが発現するということが近年明らかになったが、この物質はスキルミオン物質の中でも唯一絶縁体であり、さらには磁性と誘電性が強く結合したマルチフェロイクスとしての性質をもつ。そのため、電場によるスキルミオンの制御は長年の課題であった。申請者は、この物質において本年度、まず帯磁率測定によって電場によるスキルミオンの安定性の制御を行った。特に、熱力学的に安定性を制御するだけでなく、準安定状態としてより広い温度磁場領域においても安定化させることができることを示した。また、最近では、帯磁率のようなマクロな物性からだけでなく、回折実験のミクロなプローブによってもこの相転移をみることを試みている。まだ完璧なデータは得られていないものの、電場によって散乱強度がヒステリシスを描くことを確認している。
また近年、(Mn,Fe)Geにおいて組成を変えることによって、新しいタイプのスキルミオン構造が形成されていることが提案されている。電子スピン共鳴はスキルミオンの磁気励起を捉えるにはよいプローブであることがわかっているが、それぞれの組成について系統的に調べることで、スキルミオンの構造変化をとらえることができると考えた。実際、相転移に対応するところで、磁気励起エネルギーが劇的に変わることを捉える事ができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本年度は、Cu2OSeO3というマルチフェロイック物質においてスキルミオンの電場制御を磁化測定によって明らかにするということを達成した。さらには現在それを拡張し、X線散乱実験によっても観測することを試みている。また、(Mn,Fe)Geにおいては、スキルミオンの磁気励起に関する系統的な研究も行っている。このように研究成果を積み重ね、さらには論文誌にも投稿・掲載されるなど、アウトプットも着実に行っている。以上から、当初の予定以上に進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度に行っていた散乱実験の続きを行う。特に、散乱実験の長所を活かし、相転移の過程の変化を精査していきたい。また、前年度行った実験から、磁気励起はスキルミオン格子の構造に敏感であることがわかったので、通常の三角格子でないスキルミオン格子についても磁気励起を系統的に調べたい。
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