2020 Fiscal Year Annual Research Report
新規フラストレートハニカム磁性体の開拓と異常電気磁気効果の解明
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19K21851
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
酒井 英明 大阪大学, 理学研究科, 准教授 (20534598)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2021-03-31
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| Keywords | ハニカム磁性体 / 応力デバイス / ファンデルワールス強磁性体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、非自明な磁気構造を有するハニカム磁性体の開拓とその異常物性の解明を目的とする。本年度はまず前年度に合成したAMn2X2（A：アルカリ土類、希土類、X:ニクトゲン）系物質を対象に、ピエゾ素子を備えた応力デバイスにより反強磁性秩序を変化させ、それに伴う磁気輸送・誘電物性の変化を観測することを試みた。A=Caにおいて、in-situにて約±0.1%のストレインを印加した結果、300 Kでは抵抗率は応力に対し連続的に変化するが、低温（約200 K）では特定の応力において抵抗率が急峻に変化する兆候を見出した。この詳細を調べるために、さらにストロークの大きいピエゾ素子を使用したところ、200 K近傍でピエゾ素子に印加した電圧がHeガス中で放電してしまい、測定中であったすべてのロックインアンプが故障してしまった。このため、応力デバイスによる測定は一旦中断し、物質開発に注力した。
AMn2X2と同じ結晶構造を有し、Mnサイトを非磁性元素のInやMgで置換し、Aサイトを磁性元素Euとした物質を開拓した。本系では、Euの磁気秩序と関連した特異な磁気抵抗やホール効果が観測されたため、詳細な磁気構造を解明するために共鳴X線散乱を行った。これらの実験結果と理論計算を比較することで、異常な磁気伝導のメカニズムを考察した。
さらに上記物質とは異なる構造をもつハニカム磁性体として、強磁性体CrGeTe3に着目し、元素置換による新規磁気秩序の実現を狙った。CrサイトをMnやCuを部分置換したところ、室温でのキャリア濃度を10倍以上増加させることに成功した。ただし、強磁性状態は大きく変わらず、転移温度（母物質では67 K）の変化は1－2 K程度であった。
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[Journal Article] Tunable spin-valley coupling in layered polar Dirac metal2021
Author(s)
M. Kondo, M. Ochi, T. Kojima, R. Kurihara, D. Sekine, M. Matsubara, A. Miyake, M. Tokunaga, K. Kuroki, H. Murakawa, N. Hanasaki, and H. Sakai
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Journal Title
Commun. Mater.
Volume: -
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] Spin-valley coupling sensitive to lattice distortion in layered Dirac metal BaMnX2 (X=Bi, Sb)2021
Author(s)
M. Kondo, M. Ochi, T. Kojima, R. Kurihara, D. Sekine, M. Matsubara, A. Miyake, M. Tokunaga, K. Kuroki, H. Murakawa, N. Hanasaki, and \underline{H. Sakai}
Organizer
APS March Meeting 2021
Int'l Joint Research
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[Presentation] 磁性ディラック半金属EuMnBi2における反強磁性転移と電荷ダイナミクス2021
Author(s)
西山裕樹, 酒井英明, 中川賢人, 花咲徳亮, 石渡晋太郎, 増田英俊, 越智正之, 黒木和彦, 井口敏, 佐々木孝彦, 池本夕佳, 森脇太郎, 上田健太郎, 十倉好紀, 藤岡淳
Organizer
日本物理学会第76回年次大会
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[Presentation] High field transport properties for spin-valley coupled Dirac materials BaMnX_2 (X = Bi, Sb)2020
Author(s)
M. Kondo, M. Ochi, T. Kojima, R. Kurihara, D. Sekine, M. Matsubara, A. Miyake, M. Tokunaga, K. Kuroki, H. Murakawa, N. Hanasaki, and H. Sakai
Organizer
ARHMF2020
Int'l Joint Research
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[Presentation] 層状ディラック磁性体BaMnBi2における面内極性歪に敏感なスピン・バレー結合状態2020
Author(s)
近藤雅起, 酒井英明, 越智正之, 栗原綾佑, 小島達弘, 三宅厚志, 徳永将史, 黒木和彦, 木田孝則, 萩原政幸, 藤村飛雄吾, 中川賢人, 村川寛, 花咲徳亮
Organizer
日本物理学会2020年度秋季大会
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