2018 Fiscal Year Annual Research Report
Materials development toward novel multiferroic properties and functionalities
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17H01143
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
木村 剛 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (80323525)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | マルチフェロイクス / 電気磁気効果 / フェロイックドメイン / 磁気四極子秩序 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成30年度は，「特異な結晶構造ユニットが誘起する渦状スピン配列に起因する電気磁気結合の開拓」および「コニカルらせんマルチフェロイクスにおける新規複合ドメイン制御の実現」の二つのテーマに関して、論文公表に至る成果を挙げた。前者の研究に関しては，以前我々のグループで，正四角台塔構造と呼ばれる特異な結晶構造を内包する磁性体Ba(TiO)Cu4(PO4)4において反強的な磁気四極子秩序が実現することを報告していた。本研究では，さらに同系の物質展開を図り，BaサイトをPbに置換することにより強的な磁気四極子秩序が実現することを明らかにした。さらに，この強的四極子秩序の実現に起因する電気磁気効果の発現を実証した。後者の研究に関しては，室温で特異なコニカルらせん磁気秩序に起因した電気磁気効果を示すことが報告されているY型六方晶フェライトを対象として，複合マルチフェロイックドメインの観測およびその外場応答に関する測定を行った。円偏光を用いた共鳴軟X線回折の手法により，コニカルらせん構造に起因する複合ドメインの空間分布およびその磁場応答を明らかにした。通常，共鳴X線回折を用いたドメイン観測では，磁気散乱の偏光依存性を用いることが多いが，本研究により，電荷-磁気干渉効果の円偏光依存性を用いることにより，共線反強磁性秩序のドメイン構造を観測できることが明らかになった。
上述の研究成果を含めた本基盤研究による成果を国際会議での招待講演（8件）として，また，研究協力者などにより複数の国内外の学会・研究会などで発表した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成29年度はじめに本研究代表者の異動があったが，この２年間の研究室の立ち上げにより，研究計画に記載した個々の研究内容を可能とする物質開拓・合成，測定系の整備など着実に進み，本研究計画を遂行するのに支障のないレベルまで研究環境の整備が進んだ。実際に本研究計画に掲げるいくつかの研究項目において，研究成果を学会発表・論文発表などの形で公表がなされきており，今後さらに研究の推進に努めていく。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度の研究実施により，「特異な結晶構造ユニットが誘起する渦状スピン配列に起因する電気磁気結合の開拓」および「コニカルらせんマルチフェロイクスにおける新規複合ドメイン制御の実現」などのテーマにおいて一定の成果が得られた。平成３１年度はこれまでに合成を行ってきた試料を用いて様々な測定（基礎電気磁気特性、構造物性、光学特性、中性子線散乱、共鳴X線散乱測定など）へと展開するとともに，さらなる物質系の開拓を進める。また，これらの試料を用いた物性開拓として，電気磁気結合に起因する非相反応答といった光学特性の外場制御といった電気磁気光学効果の研究にも展開する。さらに液晶も含めた新規物質・材料における室温電気磁気効果物質の開発も継続的に行っていく予定である。得られた成果を積極的に論文や国際会議などの場において発表していく。
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[Presentation] 正四角台塔型反強磁性体A(TiO)Cu4(PO4)4 (A = Ba, Sr, Pb)の磁気相図と電気磁気結合2019
Author(s)
木村健太, 勝吉司, 三宅厚志, 徳永将史, 松尾晶, 金道浩一, 赤木暢, 萩原政幸, 木村尚次郎, 木村剛
Organizer
日本物理学会 第74回年次大会
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