Exploration of nonequilibrium electronic states under steady flow

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K14398
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 26010:Metallic material properties-related
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: Matsuura Keisuke 国立研究開発法人理化学研究所, 創発物性科学研究センター, 特別研究員 (50824017)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: ヒステリシス / 準安定状態 / 磁気力顕微鏡 / 磁気光学カー効果

Outline of Final Research Achievements

Although the initial aim of the research was exploring for non-equilibrium states under steady flow, the research was directed toward a deeper understanding of materials that exhibit supercooled metastable states. In particular, I investigated the origin of the enhanced hysteresis region in the temperature-field phase diagram at low temperatures. We found that the hysteresis broadening is observed when the interfacial velocity of the first-order phase transition exhibits an activated form of both temperature and magnetic field. We also succeeded in determining the equilibrium phase transition line buried in the hysteresis region.

Free Research Field

磁性、実空間測定

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

強磁性や強誘電性といった物質の機能は、秩序変数の反転と結びついた一次相転移に付随する履歴現象(ヒステリシス)と密接に関係している。例えば、大きな抗磁場を有する磁性体は永久磁石や記録媒体として利用され、小さな抗磁場を有する磁性体は、モーターやトランス、電源などに利用されている。一次相転移には大なり小なりヒステリシス挙動が伴い、ヒステリシスを自在に制御することが実用上重要となる。しかし、その定量的な理解は難しく、磁場誘起一次相転移材料でしばしば観察される低温での顕著なヒステリシス幅の定性的な理解さえも不明であったが、本研究ではその定量的な理解を進展できた。