2022 Fiscal Year Final Research Report

Substantive Research of Novel Strongly Correlated Electronic States Emerging from Correlations Between Multipoles and Chirality

Research Project

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Project/Area Number	18KK0078
Research Category	Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Medium-sized Section 13:Condensed matter physics and related fields
Research Institution	Hiroshima University
Principal Investigator	Suzuki Takashi 広島大学, 先進理工系科学研究科(先), 教授 (00192617)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	鬼丸孝博広島大学, 先進理工系科学研究科(先), 教授 (50444708) 石井勲広島大学, 先進理工系科学研究科(先), 准教授 (20444713) 志村恭通広島大学, 先進理工系科学研究科(先), 助教 (10713125)
Project Period (FY)	2018-10-09 – 2023-03-31
Keywords	多極子格子相関 / 新奇chiral量子状態 / 2チャンネル近藤効果 / chiralソリトン / 量子臨界 / 磁気相図 / 極低温熱膨張磁歪測定 / 超音波分光
Outline of Final Research Achievements	The fact that both right-handed and left-handed systems can exist with equal energy is called chirality. Although it is recognized that chirality is important for the physical properties of organic substances and transition metal compounds, there are no experimental examples of rare earth compounds yet. In this research, we conducted the joint research with first-class research institutes in the Federal Republic of Germany, the United Kingdom, and the Czech Republic on rare earth cage compounds RET2Zn20 (RE = Pr, Nd) and rare earth chiral magnetic materials RNi3X9 (R=Dy, Yb; X=Al, Ga), through experiments and research that cannot be conducted in Japan. We discovered, proposed, and published a new physical concept of correlation between multipoles and chirality.
Free Research Field	物性物理学，低温物理学，磁性物理学，音波物性学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	本研究は，PrT2Zn20およびNdT2Zn20系およびChiral磁性体RNi3X9系等における希土類の多極子とChiralityの相関が創発する新奇強相関電子状態を実証するために計画した。国内で実施できない実験等は，本計画メンバーが築いてきた国際的協力関係により実現し，研究計画を達成する。波及効果として，個別の国際協力関係が「多極子とChiralityが創発する新奇強相関電子状態」を研究する際に協力関係の中核に発展し，新しい物性パラダイムを主導する。本研究はコロナ禍に行われたが，国際リモートによる中性子実験を実現したことなど，科学研究が新しい生活様式にも柔軟に対応出来ることを実証した。