2021 Fiscal Year Annual Research Report
Frustration-induced spin textures
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17H06137
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
川村 光 神戸大学, 分子フォトサイエンス研究センター, 客員教授 (30153018)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石渡 晋太郎 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (00525355)
青山 和司 大阪大学, 理学研究科, 助教 (00623133)
富安 啓輔 株式会社日産アーク(マテリアル解析部、デバイス機能解析部), マテリアル解析部、デバイス機能解析部, 主任研究員 (20350481) [Withdrawn]
鳴海 康雄 大阪大学, 理学研究科, 准教授 (50360615)
高阪 勇輔 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (60406832)
南部 雄亮 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (60579803)
太田 仁 神戸大学, 分子フォトサイエンス研究センター, 教授 (70194173)
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| Project Period (FY) |
2017-05-31 – 2022-03-31
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| Keywords | 磁性 / フラストレーション / スピンテクスチャ / トポロジー / スカーミオン / Z2 渦 / カイラリティ / 多重Q 秩序 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
競合する相互作用を有するフラストレート磁性体で出現するZ2渦や対称的スカーミオンなどのナノスケールのスピンテクスチャを理論実験の緊密な協力による探査を行った。Z2渦に関しては、J-PARC, DNAでの中性子準弾性散乱実験と大規模スピンダイナミクスシミュレーションの協働により、3角格子磁性体NaCrO2において、自由Z2渦起源の極めて幅の狭い（交換相互作用Jに対して～0.001J程度の幅）準弾性散乱ピークが中間温度においてのみ出現することを見出し、自由Z2渦とZ2渦転移の直接観測に成功した。また別の3角格子磁性体NiGa2S4においても、NISTでの偏極中性子散乱実験と理論シミュレーションの協働により、自由Z2渦に伴うZ2渦転移温度近傍におけるスピン状態異方性の増強の観測に成功した。対称的スカーミオンに関しては、結晶反転心を有しジャロシンスキ-守谷相互作用が抑制された金属積層3角格子磁性体 EuCuSbやRGa2に対し中性子散乱やホール伝導測定を行い、特異な磁気秩序や新奇な伝導現象を観測した。特にNdGa2においては、磁場中のtriple-Q秩序相において対称的なスカーミオン格子／反スカーミオン格子状態が生成されていることの実験的証拠を得た。理論的にも、これら金属スカーミオン系を念頭とした、2次元3角格子および3次元積層3角格子上のRKKYハイゼンベルグモデルの大規模シミュレーションを行い、系の磁気相図を定めた。single-Qやdouble-Q状態に加え磁場中でtriple-Qスカーミオン格子相が安定化されることを確認し、特に3次元のスカーミオン格子相においては、過去ガラス系で活発に研究が進められてきた所謂「レプリカ対称性の破れ（RSB）」現象が起き、そこではtriple-Qスカーミオン格子状態がsingle-Q磁気螺旋状態と巨視的に共存しているという興味深い結果を得た。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(38 results)
