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2018 Fiscal Year Annual Research Report

弾性波現象におけるスピン軌道物理の開拓

Research Project

Project/Area Number 18J12130
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

佐々木 遼  東京大学, 総合文化研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2018-04-25 – 2020-03-31
Keywords表面弾性波 / マルチフェロイクス / 反強磁性共鳴 / 磁気弾性結合
Outline of Annual Research Achievements

近年ラシュバ効果やトポロジカル絶縁体のようにスピン軌道相互作用を起源とする電子系の新奇物理現象が発見されている。我々はそれらの物理の弾性波における対応現象を明らかにするため、表面弾性波を用いた研究を行なう。

本年度は空間反転対称性の破れた磁性体における弾性波現象を研究するためマルチフェロイクス上における表面弾性波現象の研究を行なった。
昨年度までに我々は室温マルチフェロイック物質であるBiFeO3において表面弾性波励起と磁場制御に成功しており、この現象が静的な磁気構造の変化が弾性波と結合した効果であることを明らかにしていた。今年度はより新しい現象の観測を目的とし、磁性体中の磁気ダイナミクスとの結合現象を観測するため、マルチフェロイクスのCuB2O4を用いて表面弾性波の研究を行なった。
CuB2O4単結晶をフラックス法で合成し、基板状に加工して表面にサブミクロンスケールの微細なくし形電極を作成した。このマルチフェロイック表面弾性波デバイスで3GHzもの高周波な表面弾性波を励起することに成功した。磁気転移点以下の低温で表面弾性波の磁場依存性を調べ、表面弾性波の磁場変化を観測した。他のマイクロ波分光実験も行うことでこの現象は表面弾性波とCuB2O4中の反強磁性共鳴との結合現象であることを明らかにした。このように、マルチフェロイクスにおける表面弾性波励起と反強磁性共鳴を同時に実現することができた。対称性の観点から反強磁性共鳴と表面弾性波の結合を解析した。これらの結果をPhys. Rev. B誌に発表した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

計画していたようにマルチフェロイクスにおける表面弾性波と磁気励起との結合を観測し、論文として発表できたため。

Strategy for Future Research Activity

これまでの研究で得た知見と技術をもとに、表面弾性波がもつと考えられる弾性波の偏向に注目し、それの磁性体との結合現象の観測を行う。

  • Research Products

    (6 results)

All 2019 2018

All Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results)

  • [Journal Article] Surface acoustic wave coupled to magnetic resonance on multiferroic CuB2O42019

    • Author(s)
      Sasaki R.、Nii Y.、Onose Y.
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 99 Pages: 014418-1,8

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.99.014418

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Magnetically Controlled Surface Acoustic Waves on Multiferroic BiFeO32019

    • Author(s)
      Ryo. Sasaki, Yuta Ishii, Yoichi Nii, Toshimitsu Ito, Yoshinori Onose
    • Organizer
      APS March Meeting 2019
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Surface acoustic wave on natural and artificial multiferroics2019

    • Author(s)
      Ryo Sasaki, Yoichi Nii, Yusuke Iguchi, Yoshinori Onose
    • Organizer
      Topological phases and functionality of correlated electron systems 2019
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Surface acoustic wave on natural and artificial multiferroics2018

    • Author(s)
      Ryo Sasaki, Yuta Ishii, Yoichi Nii, Yusuke Iguchi, Toshimitsu Ito, Yoshinori Onose
    • Organizer
      Summit of Materials Science 2018
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Surface acoustic wave on multiferroic and artificial multiferroic materials2018

    • Author(s)
      Ryo Sasaki, Yuta Ishii, Yoichi Nii, Yusuke Iguchi, Toshimitsu Ito, Yoshinori Onose
    • Organizer
      Gordon Research Conferences - Multiferroic and Magnetoelectric Materials 2018
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 強磁性体およびマルチフェロイクスにおける表面弾性波2018

    • Author(s)
      佐々木遼, 石井優太, 新居陽一, 井口雄介, 伊藤利充, 小野瀬佳文
    • Organizer
      新学術領域ナノスピン変換科学第4回A03班グループミーティング

URL: 

Published: 2019-12-27  

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