Verification of electric toroidal quadrupole order by magnetopiezoelectric effect

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K03825
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 13030:Magnetism, superconductivity and strongly correlated systems-related
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: Hidaka Hiroyuki 北海道大学, 理学研究院, 助教 (90466459)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 奇パリティ多極子 / 電気トロイダル四極子 / 交差相関応答 / 電流誘起格子歪み

Outline of Final Research Achievements

In solids without space inversion symmetry, electrons can have degrees of freedom of odd-parity multipoles. In this study, thermal expansion measurements were carried out in some metallic magnets without the inversion symmetry to investigate a current-induced lattice distortion due to an ordering of electric toroidal quadrupole (ETQ), a type of the odd-parity multipole. The results of these measurements suggest a possibility of occurrence of the current- and magnetic field-induced lattice distortion.

Free Research Field

強相関電子系

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で対象としたのは結晶構造に空間反転対称性を持たない金属磁性体である。そこで電子が持ちうる「奇パリティ多極子自由度」の研究は、固体物性分野において近年特に注目されている主題の一つである。また、それに起因する交差相関応答などの機能物性は応用分野への発展も期待されており、奇パリティ多極子の実験的検証は急務の課題である。本研究で得られた新たな実験手法の開発や交差相関応答に関する知見は、今後の固体物性研究のさらなる進展に繋がるものである。