2016 Fiscal Year Annual Research Report
New magnetoelectric effect and nuclear spin manupulation in elemental tellurium
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15K13524
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
伊藤 哲明 東京理科大学, 理学部第一部応用物理学科, 准教授 (50402748)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小林 夏野 岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 准教授 (60424090)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 磁性 / 非従来型電気磁気効果 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
バルクの単体Teに対し、電流印加下の125Te-NMRスペクトルを正確に測定し、昨年度に兆候が見えていた電流誘起スペクトルシフトを正確に評価することに成功した。核スピンが感じる電流誘起磁場は電流に比例しており、その比例係数は8.4×10-4 mT A-1 cm2であることを明らかとした。さらに、Teのスピン分裂バンド構造から期待される電流誘起磁化をボルツマン方程式を用いて定量的な見積もりを行い、この理論的な見積もりと実験値が近い値になることを確認することに成功した。すなわち、非磁性半導体と認識されていた単体Teに電流を流すと、その電流に比例したバルク磁化がスピン分裂バンド効果により現れることを明確に示すことに成功したといえる。（論文投稿中）
このように、バルクバンドのスピン分裂に由来する電流誘起磁化現象の検証に成功したわけであるが、このスピン分裂はバンドギャップに大きく影響を受けるはずであろうことに着目し、さらなる発展に向けて研究の舵を進めた。Teのバンドギャップは、加圧により抑制されることが過去から知られている。従って、加圧によりバンドギャップをつぶすことで、バンドスピン分裂は増強し、電流誘起磁性の発散的増大が生じうるという発展的着眼点をおいた。この効果を検証するため、圧力下において電流印加下の125Te-NMRスペクトルを測定し、確かに電流誘起磁化が圧力により増大していく傾向を観測することに成功しつつある。
以上のように、バルクスピン分裂バンドによる新たな電気磁気効果の検証に成功し、さらにその効果の次なる発展の方向を指し示すことに成功した。
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