Function creation in polar metals

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21H01030
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 13030:Magnetism, superconductivity and strongly correlated systems-related
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: Takahashi Hidefumi 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 講師 (50748473)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中埜 彰俊 名古屋大学, 理学研究科, 助教 (50842613) ; 秋葉 和人 岡山大学, 環境生命自然科学学域, 助教 (60824026)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 磁性 / 超伝導 / 熱電効果 / ピエゾ効果 / 無機材料

Outline of Final Research Achievements

Ferroelectrics are materials that do not have spatial inversion symmetry. On the other hand, like ferroelectrics, there are metallic materials with breaking of the space inversion symmetry (e.g., polar metals with polar structures), and new phenomena and functions resulting from the symmetry breaking are being explored. In this study, we investigate new phenomena and functions arising from the spatial inversion symmetry breaking in metallic materials. We developed materials with polar-nonpolar structural phase transitions and a new method to measure the dynamic inverse piezoelectric effect as a new functional response. As a result, we discovered superconductivity in a new polar metal (Eu,Sr)AuBi. In addition, we observed current-induced strain response in topological semimetals.

Free Research Field

物性物理

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、極性－非極性構造相転移の不安定性を持つ材料としてEuAuBiとSrAuBiの物質開拓を行った。その結果、EuAuBiでは磁性と極性構造を併せ持つ珍しい超伝導体であることを明らかにした。近年超伝導体は、量子コンピュータなどの高機能デバイス素子として注目されている。特に通常のBCS理論を越えた新奇超伝導であるトポロジカル超伝導は、量子コンピュータ素子の材料として重要であり、本研究ではその候補材料の一つを発見した。さらに、トポロジカル半金属における新しい機能応答として電流誘起歪応答を発見し、新しい振動センサーや発電材料の可能性を秘めている。