Exploring novel magnets hosting a honeycomb network and their anomalous magneto-electric effect

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K21851
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 13:Condensed matter physics and related fields
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: Sakai Hideaki 大阪大学, 理学研究科, 准教授 (20534598)
• Project Period (FY): 2019-06-28 – 2021-03-31
• Keywords: 反強磁性体 / ハニカム構造 / 応力印加 / 電気磁気効果

Outline of Final Research Achievements

In this research project, we aimed at exploring new magnets hosting a honeycomb lattice, since some theoretical studies predicted novel magneto-electric effects due to the non-collinear spin order. To achieve this, we adopted an antiferromagnet hosting a buckled honeycomb structure, which is useful to vary the magnetic order by applying uniaxial strain. Consequently, we have found that the AM2X2 materials host electronic structures sensitive to the external strain. Furthermore, we explored ferromagnet hosting a honeycomb structure. We focused on CrGeTe3, where we succeeded in increasing the ferromagnetic transition temperature by doping hole carriers.

Free Research Field

物性物理学、固体化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

応力による磁気秩序の制御法の確立に向け、本研究の成果は基盤的な貢献をしていると言える。現時点では、低温での制御は達成できていないが、圧力に加え、応力が新たな外部制御法となることを示唆するデータを得ることができた。これらは、今後の発展研究に向け、重要な知見となった。一方、ファンデルワールス強磁性体のTCがキャリアドープで制御できることを見出した点は、室温以上のTCを有する系を設計する際の重要な指針となると期待している。