Development and application of SQUID-STM system

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18H01167
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 13030:Magnetism, superconductivity and strongly correlated systems-related
• Research Institution: Osaka University (2019-2021); The University of Tokyo (2018)
• Principal Investigator: Masaaki Shimozawa 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (40736162)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 芝内 孝禎 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (00251356)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 走査型SQUID顕微鏡 / 走査型トンネル顕微鏡 / 磁気トロイダルドメイン / 周波数依存性

Outline of Final Research Achievements

In this work, we have clarified the presence of toroidal domain in the ferrotoroidic metal UNi4B through the observation of current-induced magnetization using magnetic microscopy. Specifically, we have focused on the different frequency dependence of two components (namely, the current-induced magnetization and the magnetic field coming from Ampere’s law) and then succeeded in separating each component from the mixture. In addition, we have found that the frequency dependence of current-induced magnetization shows the sample position dependence of its amplitude and sign, which indicates the presence of ferrotoroidic domain in UNi4B.

Free Research Field

低温物理

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

「電場（電流）で生じる磁化」や、「磁場で生じる電気分極」といった電気磁気効果は、新規デバイスへ応用できる可能性を秘めており、盛んに研究が行われてきている。このような現象を示す物質はここ２０年間で数多く発見されてきたが、電気を流せる金属の研究は非常に限定的だった。本研究では、強トロイダル金属UNi4Bで電気磁気効果が現れること、さらにトロイダルドメインが存在することなど、最も基本的で重要な現象を明らかにすることに成功した。本研究は、今後の金属に関する電気磁気効果の発展の礎になると考えている。