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2022 Fiscal Year Annual Research Report

Homo-chiral growth of bulked crystals and films in inorganic magnetic compounds

Research Project

Project/Area Number 20H02642
Research InstitutionOsaka Metropolitan University

Principal Investigator

高阪 勇輔  大阪公立大学, 大学院工学研究科, 助教 (60406832)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 松浦 弘泰  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (40596607)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords結晶育成 / 物性
Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、無機キラル化合物の結晶学的キラリティの制御可能な無機不斉結晶育成手法を確立し、キラル磁性体の新規キラル物性の観測を行うことである。結晶学的キラリティの制御が困難であることがキラル化合物における研究の最大の障害となっている。令和4年度において以下の研究成果が得られた。
(a) 無機キラル化合物の不斉結晶育成手法の開発
レーザー浮遊帯域炉を用いた浮遊帯域法により無機キラル化合物NbGe2の大型単結晶育成を行い、これまで確立した育成手法を活用することにより不斉単結晶の育成を目指した。得られたNbGe2単結晶を無数の小片に粉砕し、単結晶X線回折測定による絶対構造解析により結晶学的キラリティを評価した。全ての小片における結晶構造キラリティは同一であり、得られた単結晶の結晶学的キラリティは単一である。よって、NbGe2の不斉単結晶育成に成功したと考えられる。
(b) キラル物性の観測
令和3年度に育成に成功したキラル無機化合物NbSi2の右手系及び左手系単結晶のCISS効果を電気計測測定を用いて検出した。得られたI-V特性の傾きは結晶学的キラリティによって正負が異なり、CISS効果によるスピン偏極方向は結晶キラリティの左右の違いに伴って反転することを明らかとした。また、キラルな結晶構造を持つα-quartzについて、熱伝導率の測定実験と適合するように緩和時間を決定し、カイラルフォノンの角運動量生成に関する熱輸送係数の温度依存性を解明した。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (19 results)

All 2023 2022

All Journal Article (10 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 10 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Chiral phonons: circularly polarized Raman spectroscopy and ab initio calculations in a chiral crystal tellurium2023

    • Author(s)
      Ishito Kyosuke、Mao Huiling、Kobayashi Kaya、Kousaka Yusuke、Togawa Yoshihiko、Kusunose Hiroaki、Kishine Jun‐ichiro、Satoh Takuya
    • Journal Title

      Chirality

      Volume: 1 Pages: 1-8

    • DOI

      10.1002/chir.23544

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Soliton locking phenomenon in bulk single crystal of monoaxial chiral magnet MnNb3S62023

    • Author(s)
      Ohkuma M.、Mito M.、Kousaka Y.、Ohe J.、Akimitsu J.、Kishine J.、Inoue K.
    • Journal Title

      Applied Physics Letters

      Volume: 122 Pages: 092403/1-6

    • DOI

      10.1063/5.0137379

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Magnetic ground state dependent magnetostriction effects on the chiral magnet CrNb3S62023

    • Author(s)
      Mito Masaki、Tajiri Takayuki、Kousaka Yusuke、Akimitsu Jun、Kishine Jun-ichiro、Inoue Katsuya
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 107 Pages: 054427/1-8

    • DOI

      10.1103/physrevb.107.054427

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Chirality-selected crystal growth and spin polarization over centimeters of transition metal disilicide crystals2023

    • Author(s)
      Kousaka Yusuke、Sayo Taisei、Iwasaki Satoshi、Saki Ryo、Shimada Chiho、Shishido Hiroaki、Togawa Yoshihiko
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 62 Pages: 015506/1-7

    • DOI

      10.35848/1347-4065/aca8e2

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Truly chiral phonons in α-HgS2022

    • Author(s)
      Ishito Kyosuke、Mao Huiling、Kousaka Yusuke、Togawa Yoshihiko、Iwasaki Satoshi、Zhang Tiantian、Murakami Shuichi、Kishine Jun-ichiro、Satoh Takuya
    • Journal Title

      Nature Physics

      Volume: 19 Pages: 35~39

    • DOI

      10.1038/s41567-022-01790-x

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Nonequilibrium chiral soliton lattice in the monoaxial chiral magnet MnNb3S62022

    • Author(s)
      Ohkuma M.、Mito M.、Deguchi H.、Kousaka Y.、Ohe J.、Akimitsu J.、Kishine J.、Inoue K.
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 106 Pages: 104410/1-10

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.106.104410

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] An emergence of chiral helimagnetism or ferromagnetism governed by Cr intercalation in a dichalcogenide CrNb3S62022

    • Author(s)
      Kousaka Y.、Ogura T.、Jiang J.、Mizutani K.、Iwasaki S.、Akimitsu J.、Togawa Y.
    • Journal Title

      APL Materials

      Volume: 10 Pages: 090704/1-8

    • DOI

      10.1063/5.0101351

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Observation of Collective Resonance Modes in a Chiral Spin Soliton Lattice with Tunable Magnon Dispersion2022

    • Author(s)
      Shimamoto Y.、Matsushima Y.、Hasegawa T.、Kousaka Y.、Proskurin I.、Kishine J.、Ovchinnikov A. S.、Goncalves F. J. T.、Togawa Y.
    • Journal Title

      Physical Review Letters

      Volume: 128 Pages: 247203/1-6

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.128.247203

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Magnetic field and pressure phase diagrams of the triangular-lattice antiferromagnet CsCuCl3 explored via magnetic susceptibility measurements with a proximity-detector oscillator2022

    • Author(s)
      Nihongi K.、Kida T.、Narumi Y.、Zaccaro J.、Kousaka Y.、Inoue K.、Kindo K.、Uwatoko Y.、Hagiwara M.
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 105 Pages: 184416/1-7

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.105.184416

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Observing the orbital angular momentum of Fe and Co in chiral magnet Fe0.75Co0.25Si using soft x-ray magnetic circular dichroism2022

    • Author(s)
      Mito M.、Ohkuma M.、Tajiri T.、Kousaka Y.、Akimitsu J.、Inoue K.、Amamiya K.
    • Journal Title

      Journal of Applied Physics

      Volume: 131 Pages: 153902/1-8

    • DOI

      10.1063/5.0086493

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] GGG基板の磁気熱量効果を用いたSQUID磁束計用冷凍機の開発2023

    • Author(s)
      三川基, 鳴海康雄, 高阪勇輔, 萩原政幸
    • Organizer
      日本物理学会2023年年次大会
  • [Presentation] カイラルフォノンの熱輸送の理論とα-quartz への応用2023

    • Author(s)
      加藤将貴、松浦弘泰、戸川欣彦、小形正男
    • Organizer
      日本物理学会2023年年次大会
  • [Presentation] 無機キラル化合物における構造キラリティの制御及び検出手法の確立2022

    • Author(s)
      高阪勇輔
    • Organizer
      大阪公立大学 工学研究科 記念シンポジウム
  • [Presentation] GGG基板の磁気熱量効果を用いたSQUID磁束計用冷凍機の開発2022

    • Author(s)
      三川基, 鳴海康雄, 高阪勇輔, 萩原政幸
    • Organizer
      強磁場科学研究会/東北大学金属材料研究所国際ワークショップ「マルチプローブ強磁場測定が解き明かす強相関物性」
  • [Presentation] カイラル構造を持つNbSi2の電子構造2022

    • Author(s)
      宮本幸治, 天野凌我, Chen Zhang, 佐用大晴, 島田千穂, 高阪勇輔, M. Weinert, 獅子堂達也, 戸川欣彦, 奥田太一
    • Organizer
      日本物理学会2022年秋季大会
  • [Presentation] キラル磁性体CrTa3S6の微細試料における電気輸送特性2022

    • Author(s)
      姜佳良, 高阪勇輔, 水谷圭吾, 島本雄介, 門田健太, 宍戸寛明, 戸川欣彦
    • Organizer
      日本物理学会2022年秋季大会
  • [Presentation] カイラルフォノンの熱輸送の理論とα-quartz への応用2022

    • Author(s)
      加藤将貴、松浦弘泰、小形正男
    • Organizer
      キラル物性若手研究会
  • [Presentation] カイラルフォノンの熱輸送の理論とα-quartzへの応用2022

    • Author(s)
      加藤将貴、松浦弘泰、戸川欣彦、小形正男
    • Organizer
      ISSP ワークショップ「カイラル物質科学の新展開」
    • Invited
  • [Presentation] Theory on transport properties of chiral phonons and its application to α-quartz2022

    • Author(s)
      M. Kato, H. Matsuura, and M. Ogata
    • Organizer
      2nd International Symposium on Trans-scale Quantum Science
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2023-12-25  

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