2023 Fiscal Year Annual Research Report
Investigation of the origin of the chiral magnetic structure and control of the number of "twists" in chiral f-electron magnets
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21K13879
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
中村 翔太 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (40824892)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | キラル金属磁性体 / 磁気構造 / 磁気相互作用の制御 / 反対称スピン相互作用 / 反対称スピン軌道相互作用 / キラル磁性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究ではf電子系カイラルらせん磁性体において磁気スピンの“ひねり”の起源であるRKKY型のDM相互作用の基礎学理の構築を目指した。f電子系では磁気スピン間に伝導電子を媒介としたRKKY型の相互作用がはたらくが、それがどのように磁気構造や物性に結びつくのかが明らかでなかった。
放射光円偏光X線散乱実験によって、我々の研究室で発見された新物質である三方晶GdNi3Ga9で反強磁性一軸キラル磁気秩序状態が発現することを明らかにした。また、そのらせん周期が元素置換によって調整できることがわかった。らせん周期を元素置換によって調整できる例はGdNi3Ga9のほかに、これと同じ結晶構造をもつ強磁性一軸キラル磁性体YbNi3Al9しかない。らせん周期、すなわちDM相互作用を変化させながら磁気構造を調べることでRKKY型のDM相互作用によるひねりが磁気構造のどの角度に反映されているのかの関係性がみえつつある。
キラル磁気秩序における電気磁気相関をしらべるために電気伝導測定をおこなった。磁場方向を変えながら磁気異方性の測定を行うことで、キラル磁気秩序はらせん軸に垂直な磁場に対してイジング的な異方性を示すことがわかった。バルク試料では電気伝導の基礎データを揃えられたが電気磁気相関に関する信号は得られなかった。そこで測定感度を増すために試料の微細加工を行い、厚さ1μmになるように加工を行い同様の測定をおこなった。加工形状等で試作を繰り返し、ゼロ磁場での測定には成功をした。一方で、電気磁気相関を調べるために重要となる磁場中での測定には未だ至っておらず、この点は今後の課題である。
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