2021 Fiscal Year Annual Research Report
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20K20899
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
長尾 全寛 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 准教授 (80726662)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2022-03-31
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| Keywords | ベリー位相 / 電子顕微鏡 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
固体物理学においてベリー位相は多彩な物質群で現れる種々のホール効果の起因として議論されている。しかし、これまで固体中のベリー位相の直接観測した研究は存在しない。そこで、本研究はローレンツ電子顕微鏡法を用いて固体中のベリー位相の分布を実空間で可視化することにより，固体中の量子現象において普遍的位相であるベリー位相のマクロな物性評価では分からない隠れた特性を明示し、固体物理学に新展開をもたらすことを目的としている。最終年度は、昨年度に続き、ベリー位相による巨大な異常ホール効果が観測されている単結晶Mn3Snを対象に実験を実施した。これまでの実験結果により、電子線がベリー位相を獲得する確率が低く、加速電圧200kVのローレンツ電子顕微鏡では、ベリー位相に由来するコントラストは観測されないことが分かっている。そこで、最終年度は、電子線がベリー位相を獲得する確率を上げる目的で、加速電圧を変更したローレンツ電子顕微鏡観察に取り組んだ。具体的には、加速電圧1000kVの超高圧電子顕微鏡と加速電圧80kVの低加速電圧電子顕微鏡による観察に取り組んだ。その結果は、どちらも200kV加速電圧でのローレンツ電子顕微鏡観察と同様に、ベリー位相に由来するコントラストは観測されなかった。また、Mn3Snは低温で異常ホール効果が大きくなるため、同時に低温での観察にも取り組んだが、結果は同様であった。この原因は、異常ホール効果の起因となるベリー位相が分布する運動量空間のエネルギー領域と80kV～200kVで加速された電子線のエネルギーが大幅に異なることが原因と考えられた。
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[Journal Article] Observation of domain wall bimerons in chiral magnets2021
Author(s)
Tomoki Nagase, Yeong-Gi So, Hayata Yasui, Takafumi Ishida, Hiroyuki K. Yoshida, Yukio Tanaka, Koh Saitoh, Nobuyuki Ikarashi, Yuki Kawaguchi, Makoto Kuwahara, and Masahiro Nagao
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 12
Pages: 3490
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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