2006 Fiscal Year Annual Research Report
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16340097
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
前川 禎通 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (60005973)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福山 秀敏 東京理科大学, 理学部, 教授 (10004441)
遠山 貴己 京都大学, 基礎物理学研究所, 教授 (70237056)
高橋 三郎 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (60171485)
小椎八重 航 国立仙台電波工業高等専門学校, 総合化学科, 助教授 (20273253)
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| Keywords | スピン流 / 軌道波 / スピン電荷分離 / 非線形光学応答 / 熱電効果 / スピンエレクトロニクス / 強相関エレクトロニクス / 遷移金属酸化物 |
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| Research Abstract |
量子伝導とは、電子のスピンや軌道の示す量子効果により制御された輸送現象一般を示している。
多くの遷移金属酸化物は電子のクーロン相互作用が強い、いわゆる強相関電子系である。電子は個々のイオンに滞在する時間が長く、そのため電子の内部自由度であるスピンと電荷の振舞いに軌道状態の個性が顕著に反映され、各自由度の秩序状態がお互いに競合する。そしてその結果、様々な量子現象が現れる。同様のことは分子性の有機化合物でも言える。有機化合物では特に構成分子およびそれが作る結晶構造が実に多様であることから、秩序状態の競合については特に研究が進展している。
遷移金属酸化物や有機化合物では電子の自由度が秩序状態を持つだけでなく、それぞれ特徴的なダイナミックスを持つ。またそれぞれのダイナミックスが絡み合うことにより、個々の自由度だけでは得られない性質が現れる。
本研究では、電子の持つ内部自由度に基づく次の現象を理論的に明らかにした:
(1)1次元モット絶縁体の示すスピン電荷分離を光電子分光実験グループと共同で明確なかたちで示した。また、スピン電荷分離が巨大非線形光学応答に重要な働きをすることを明らかにした。
(2)遷移金属酸化物における巨大熱電効果に対し、3d電子の軌道とスピンの自由度がその担い手であることを明らかにし、その一般式を導いた。
(3)ナノ構造強磁性体でのスピン流と電流(電荷流)の変換についての理論を構築し、スピンホール効果を実験グループと共同で開発した。
以上の成果は、今後の強相関エレクトロニクス及びスピンエレクトロニクスの基礎となるものである。
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[Journal Article] Distinct spinon and holon dispersions in photoemission spectral functions from one-dimensional SrCuO_2.2006
Author(s)
B.J.Kim, H.Koh, E.Rotenberg, S.-J.Oh, H.Eisaki, N.Motoyama, S.Uchida, T.Tohyama, S.Maekawa, Z.-X.Shen, C.Kim
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Journal Title
Nature Physics 2
Pages: 397-401
Description
「研究成果報告書概要(和文)」より
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