2021 Fiscal Year Research-status Report
多自由度の協力現象として現れる量子効果とダイナミクスの研究
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18K03444
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
宮下 精二 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 名誉教授 (10143372)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森 貴司 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 客員共同研究員 (00647761)
西野 正理 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 先端材料解析研究拠点, 主幹研究員 (80391217)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 準安定状態 / スピンダイナミクス / 磁化反転 / 双極子相互作用 / 遍歴磁性体 / 量子散逸系 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
多自由度の協力現象として現れる量子効果とダイナミクスの研究に関連して、以下のテーマについて研究を進めた。今年度は、強磁性状態の秩序状態に関して遍歴磁性体の発現機構に関してこれまで基底状態で関して研究してきた拡張長岡強磁性の有限温度でどのように磁気秩序は成長するかについて厳密対角化法とランダムベクトル法を用いて研究し、ドーピング濃度に応じて性質を拡張し、長岡強磁性、モット反強磁性状態の間の量子相転移が起こることを明らかに相関関数相関関数を調べることで遍歴性特有の秩序形成を見いだした。これに関しては論文執筆中である。また、CaWO4中の希薄Gdイオンのラビ振動に関する動的安定性に関する論文をまとめ投稿中である。またその物質での強結合Cavity共鳴に関する研究を行いAPSmeetingで発表した。巨視的な磁石の有限温度での準安定状態に対して原子論的ハミルトニアンを用いて解析を行い、保磁力の温度変化や微小構成要素の集団であることの統計的特徴を明らかにし、総説を論文として発表した。また、表面を異方性の強いDyで置換した場合の保持力の特徴に関して論文をまとめ投稿中である。境界相をはさんた形状での保持力の特徴に関しても論文をまとめ投稿準備中である。また、双極子相互作用の効果による形状効果による異方性の研究も行いAPSmeetingで発表した。さらに、保磁力の微視的評価法として自由エネルギーバリアを内部エネルギーの温度積分で求める方法や、有限温度LLG法を用いて掃引磁場中での磁化変化から評価する方法などについて論文をまとめている所である。準安定状態の緩和について著書(英文）を執筆中で、その中でポテンシャルによる粒子移送において、加速のためにポテンシャルから量子トンネル現象で散逸する機構やポテンシャルバリアーのある場合の量子散逸に関しても新しい知見をまとめている。
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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
概要に書いたように、多くのテーマに関して研究が進んでおり、遍歴磁性体での量子磁性やCavityQEDに関する研究、準安定緩和に関する量子ダイナミクス、強磁性体での保磁力などにちて多くの新しい知見が得られている。しかし、コロナ禍での研究連絡がスムーズに進まないこともあり、成果の取りまとめに時間がかかり、論文投稿中(2件)、投稿準備中(3件)、執筆中(2件)と論文発表が遅れている。特に、
米国（フロリダ州立大学）、フランス（パリ、グルノーブル）、ドイツ（ユー
リッヒ研究所）のグループとの共同研究も進め、その成果についての相互訪問による研究連絡を行う予定であったが、国際交流が困難になったため現在延期中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
準備中の論文の発表を速やかに行い。成果の周知をはかるとともに、研究計画に則り、磁化の動的性質、スピン自由度の動的制御に関して研究を進める。また、遍歴強磁性の機構について、遍歴磁性体特有の特徴の解明をさらに進め、国際会議LT29などでも発表する。スピンの集団の運動による準安定緩和に関しては、異方性エネルギーのもとでのスピンダイナミクスやキャビティでの格子との相互作用などについてさらに研究を進める。
関連する国内外の理論グループや実験グループと緊密な研究連絡を行いながら研究を進める。国際交流や物品購入などが交流自粛のため遂行できず保留となっていたが、順次、交流、研究活動を推進する。
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| Causes of Carryover |
研究遂行に必要な国内外の研究者との研究連絡が、コロナ禍のため滞っている。そのため、論文の発表などが遅れている。さらに今年に入ってからのウクライナ情勢のため国外との研究連絡がさらに難しくなった。オンラインの活用をさらに充実させ、研究遂行を進め、研究目的の達成をめざす。
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