2017 Fiscal Year Annual Research Report
Physics and applications of chiral magnetism
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17H02767
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
戸川 欣彦 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00415241)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高阪 勇輔 岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 特任助教 (60406832)
岸根 順一郎 放送大学, 教養学部, 教授 (80290906)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | キラル磁性 / 位相コヒーレンス / 集団ダイナミクス / 巨大スピン応答 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、位相コヒーレンスなキラルソリトン格子の集団ダイナミクスによって内発的に生じる巨大スピン応答を検出し、キラル磁性応用の基盤学理を構築することを目指している。単軸性キラル磁性体が固有に示すと期待される離散化・多値化やスイッチングや非局所応答などのスピン応答の機能性を実証する。本年度は、精密磁化測定、放射光計測、高周波ダイナミクス計測などを通じて、キラル磁気秩序の安定制御と機能発現に寄与する数多くの重要な知見を得た。具体的には、傾斜磁場下での磁気相図の詳細を明らかにし、磁気秩序の安定発現およぎ離散応答の発現条件を見出すことに成功した。表面バリアによる離散・多値応答が発現するメカニズムの解明とその定量評価に成功した。キラル磁気共鳴データの精密計測と解析を行い、集団ダイナミクスのモード解析を進めた。また、ホモキラル巨大結晶の育成に成功し、結晶キラリティと磁気キラリティの相関を解明した。キラリティ制御に向けた重要な研究成果である。さらに、基盤学理構築に向けて、物質中における光学/電磁キラリティに関する考察を進め、キラル磁性における光学/電磁キラリティの意義を見出した。この知見を基にキラル磁気秩序の制御法を考案し、実験的検証に取り掛かっている。これらはいずれもキラル磁性応用の基盤学理を構築するための重要な研究成果である。これらの研究成果に関して論文発表や学会発表を行った。また、本年度は招待講演の機会を多数いただいた。この機会を活用し研究プロジェクトとその成果の紹介など啓蒙活動に尽力した。
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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
本年度は研究計画を踏まえ、単軸性キラル磁性体において位相コヒーレントなキラルソリトン格子が発現しうる物質機能の開拓に注力した。特に“スピン応答の離散化・多値化”、“キラルソリトン格子の構造制御性を用いたスピン応答のスイッチング”、“位相コヒーレンスを介した非局所スピン応答”などの研究項目に取り組んだ。物性計測・物質合成・理論班が協同してキラルソリトン格子のスピン応答の基本特性を明らかにした。物性計測では輸送・磁気特性やマイクロ波特性の精密計測、電子線磁気イメージングなど相補的な実験手法を用いて多角的に進めている。キラル磁気共鳴データの精密計測と解析を行い、集団ダイナミクスのモード解析を進め、その優れた基本特性を解明することに成功した。傾斜磁場下での磁気相図の詳細を明らかにし、磁気秩序の安定発現およぎ離散応答の発現条件を見出した。離散・多値応答が表面バリアによって発現するメカニズムを解明し、表面バリアの定量評価に成功した。加えて、ホモキラル巨大結晶育成の成功や結晶キラリティと磁気キラリティの相関を解明、キラル磁性における光学/電磁キラリティの意義とその応用など、想定を超えた研究の進展を得ている。また、これらの研究成果について学会発表と論文発表を進めている。招待講演の機会も数多くいただいており、研究プロジェクトのアピールに尽力した。
これらの研究の進捗状況を踏まえ、本研究計画は当初の計画以上に進展していると判断する。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究目的の達成のために設定した研究項目（１）キラルソリトン格子の位相コヒーレントな集団ダイナミクスの基本特性の解明、（２）巨大スピン応答(磁気モーメント流、スピン起電力、スピン波スピン流など)の検出、（３）スピン応答の機能(離散化・多値化、スイッチング、非局所応答性など)の開拓、（４）対称性とキラル物質機能の相関の解明、および、キラル磁性応用の基盤学理の構築 をなるべく早い段階で達成させる。そのため、物性計測・物質合成・理論班がより一層協同して研究を進める。物質合成班が作製に成功した良質な単結晶試料において、スピンダイナミクスに伴い発生する微小電力の高精度・時間分解計測や集団ダイナミクスに伴う磁気共鳴やスピン波伝搬に関する系統的な実験を行う。理論班と協力して、位相コヒーレントなキラルソリトン格子が示す巨大スピン応答とその物質機能を活用するための基盤学理を構築する。キラル磁性の基盤学理を踏まえ、キラル磁性応用のシーズを見出す。
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[Presentation] 磁気円二色性によるキラル磁性体CrNb3S6の元素選択磁気測定2018
Author(s)
美藤正樹, 大隅寛幸, 鶴田一樹, 小谷佳範, 中村哲也, 戸川欣彦, 篠嵜美沙子, 加藤雄介, 岸根順一郎, 大江純一郎, 高阪勇輔, 秋光純, 井上克也
Organizer
日本物理学会2018年年次大会
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[Presentation] CrNb3S6のカイラルソリトン格子相におけるスパイク状ESRシグナルの観測2018
Author(s)
澤田祐也, 吉澤大智, 高阪勇輔, 秋光純, 岸根順一郎, 戸川欣彦, 美藤正樹, 井上克也, 中野岳仁, 野末泰夫, 萩原政幸
Organizer
日本物理学会2018年年次大会
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