2020 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 | Kobe University |
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Principal Investigator |
赤木 暢 神戸大学, 分子フォトサイエンス研究センター, 助手 (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「精密パルス強磁場電子スピン共鳴測定の開発」と「Sr2CoSi2O7のエレクトロマグノンの理解」を軸とし研究を進めた。本年度のはじめに、磁場発生に使用していたコイルが磁場発生時に壊れたことにより、FIRレーザーや測定系がダメージを受けたが、修理時に光路の調整などを行い、以前よりよい測定ができるようになった。この測定系を用い、マルチフェロイック物質であるSr2CoSi2O7のエレクトロマグノンの研究を推進することができた。Sr2CoSi2O7では、飽和磁場が20T程度であるため、パルス強磁場を用い50Tまで測定することで、強制強磁性状態でのエレクトロマグノンを観察することができる。Sr2CoSi2O7では、飽和磁場以上で2つの1マグノン（スピン双極子励起）、2つの2マグノン（スピン四極子励起と状態不明の励起）と１つの3マグノン（状態不明の励起）が現れることがわかった。どの励起もスピンと電気分極の強く相関したエレクトロマグノンであり、その励起状態の解明が求められている。状態不明の励起モードについては、そのエネルギーを実験的に決定することができましたので、現在共同研究者である海外の理論研究家と理論解析を進めている。また、方向二色性も観測されており、今後の研究発展が期待できる。強制強磁性という単純化されたスピン状態でエレクトロマグノンの理解を進めることで、CaBaCo4O7の磁気励起の研究に向けて大きな知見が期待できるため、本年度はSr2CoSi2O7の研究に注力した。同時に進めているCaBaCo4O7の良質単結晶作製については、うまくできていない。来年度は最終年度に当たるので、プランBである双晶CaBaCo4O7を用いたパルス強磁場電子スピン共鳴を進める予定である。
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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
CaBaCo4O7の良質単結晶試料合成は、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の開発とSr2CoSi2O7のエレクトロマグノンの理解については、大きく進展している。研究計画全体を評価すると、おおむね順調であると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
パルス強磁場電子スピン共鳴測定の高度化については、非常にうまく進んでいるので、引き続き進めていく。ワイヤーグリッド偏光子を用いた偏光実験の改良、角度依存性測定の開発、FIRレーザー発振のスタートノイズ除去などが具体的な計画である。CaBaCo4O7のエレクトロマグノンの詳細解明が最大の目的であるが、Sr2CoSi2O7のエレクトロマグノンの理解は、前段階として非常に重要であるので、前年度同様こちらも進めていく。CaBaCo4O7については、双晶結晶を用いたパルス強磁場電子スピン共鳴を進める。
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| Causes of Carryover |
当初の研究計画に対し、パルス強磁場電子スピン共鳴測定の開発により大きな成果が得られているため、良質単結晶作製よりも測定技術開発とそれを利用した測定に力を入れ進めている。このため、従来の計画と予算の使用計画がずれている。また、2020年度は新型コロナウイルス対策のため、計画していた国際会議が中止やオンライン化しているため、次年度使用額が生じている。2021年度については、旅費として計上していたものを論文投稿料や研究費に当てる計画である。
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[Presentation] CuFeO2における圧力下電子スピン共鳴2020
Author(s)
赤木暢, 櫻井敬博, 安谷佳将, 竹原良祐, 木田孝則, 森川悦司, 鳴海康雄, 萩原政幸, 金道浩一, 木村尚次郎, 大久保晋, 太田仁
Organizer
日本物理学会2020年秋季大会
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