2019 Fiscal Year Research-status Report
Single domain crystal growth and pulsed high magnetic field measurements in CaBaCo4O7
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19K03745
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
赤木 暢 大阪大学, 理学研究科, 招へい研究員 (60610904)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | マルチフェロイック / 電子スピン共鳴 / パルス強磁場 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
磁性と誘電性の強く結合したマルチフェロイック物質であるCaBaCo4O7の特異な磁気誘電特性を理解することを目的に「良質単結晶試料作製」と「精密パルス強磁場電子スピン共鳴測定の開発」を大きな軸とし、研究を進めた。「良質単結晶試料作製」については、まだうまくできていない。「精密パルス強磁場電子スピン共鳴測定の開発」については、大きく進歩した。測定装置や導波部の改良などにより、測定精度の向上ができた。これにより、パルス強磁場電子スピン共鳴において偏光依存性測定が可能となった。マルチフェロイック物質では誘電性と磁性が強く相関しているため、電磁波の磁場成分だけでなく電場成分による磁気励起も考慮する必要があり、電子スピン共鳴による磁気励起の理解には偏光依存性は必要不可欠であった。本開発の成功により、今後のマルチフェロイック物質の磁気励起研究の発展が期待できる。
実際、この測定系を用い、「Sr2CoSi2O7における磁気励起の大きな方向二色性」を観測した。この振る舞いが磁化飽和後の強制強磁性状態という単純化されたスピン状態において観測されていることから、これまで解析が困難であったマルチフェロイック物質の誘電性と強く相関した磁気励起の微視的な振る舞いの解析への利用が期待される。さらに、電気分極と電子スピン共鳴の同時測定をすることで、方向二色性と電気分極とスピンの方向の関係性も実験的に確認することができた。理論研究については、共同研究により現在進めているところである。
また、開発した測定系は、全国共同利用により様々な研究者が使用できるようになっている。
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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
「良質単結晶試料作製」と「精密パルス強磁場電子スピン共鳴測定の開発」を大きな軸とし、研究を進めている。現状では「良質単結晶試料作製」については、あまりうまく行っていない。一方、「精密パルス強磁場電子スピン共鳴測定の開発」という点では、偏光実験ができるようになるなど、非常に大きく進歩し、当初の計画を大きく超えている。研究計画全体を評価したときには、おおむね順調であると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
「精密パルス強磁場電子スピン共鳴測定の開発」については、非常にうまく進んでいるので、今後もこのまま進めていく。「良質単結晶試料作製」については、引き続き挑戦していくとともに、多結晶試料やドメインを持つ試料での測定という代替案も考慮にいれ、進めていく。
また、「精密パルス強磁場電子スピン共鳴測定の開発」の成功を受け、他のマルチフェロイック物質における磁気励起の観察も大きな成果が期待できる状態にあるので、他の物質での測定も進めていく予定である。
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| Causes of Carryover |
パルス強磁場電子スピン共鳴測定の開発に力を入れたため、試料合成に関わる経費が計画より少なくなった。試料合成については次年度すすめるのでこれらの費用は次年度使用する計画である。
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