Relativistic effect on phonon and acoustic wave propagations

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16H04008
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Condensed matter physics II
• Research Institution: Tohoku University (2018); The University of Tokyo (2016-2017)
• Principal Investigator: Onose Yoshinori 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (80436526)
• Research Collaborator: Nii Yoichi
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: フォノン / 弾性波 / 相対論効果

Outline of Final Research Achievements

We have obtained three scientific results relevant to the relativistic effect of phonons. The first one is the observation of nonreciprocal propagation of surface acoustic wave induced by the simultaneous breaking of time reversal and spatial inversion symmetries. The second one is the fabrication of multiferroic surface acoustic device, in which the signal is modulated by the external magnetic field. The third one is the observation of phononic thermal Hall effect induced by the magnetoelastic coupling in Tb oxides.

Free Research Field

物性物理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

電子やマグノンなどで研究されてきた物質中の相対論効果がフォノンにも大きな影響を及ぼしていることを明らかにした。この結果は、異なる素励起においても成り立つ普遍性があることが明らかになったことと、磁気弾性結合などフォノンにおける相対論効果の微視的起源の特徴が明らかになったことが学術的意義として挙げられる。非相反性や磁場変化を示す表面弾性波デバイスと熱ホール効果は、それぞれ、情報通信や熱制御などの産業応用に貢献する可能性もある。