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2015 Fiscal Year Annual Research Report

マルチフェロイク物質における光に対するローレンツ力の実験的検証

Research Project

Project/Area Number 24244045
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

有馬 孝尚  東京大学, 新領域創成科学研究科, 教授 (90232066)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2016-03-31
Keywords方向二色性 / 電気磁気効果 / 光のローレンツ力 / メタホウ酸銅 / 蜂の巣構造
Outline of Annual Research Achievements

メタホウ酸銅は、方向二色性や方向複屈折を示すことが確認されている物質の中で最も大きな効果が観測されており、光のローレンツ力を検証するための対象物質として最も有力である。平成26年度までに、この物質に液体ヘリウム温度で50テスラの磁場を印加することで、一方向の吸収をほぼゼロにすることに成功していた。今年度は、さらに研究を進め、光の伝搬方向をc面内から傾けることによって、方向二色性を事実上無限大にすることに成功した。また、メタホウ酸銅がヘリウムネオンレーザー光の照射によって近赤外域で発光を示すことを見出した。その発光強度が、検出方向に依存するかどうかを測定したところ、9Kから21Kの傾角反強磁性相において、発光に非対称な偏りが生じていることが確認された。原著論文を投稿したところである。
これらの実験と並行して、平成26年度に構築した実験系を用いて、傾角反強磁性相にあるメタホウ酸銅中を伝搬する光に対するローレンツ力の検出に挑戦し、c軸方向に伝搬する光に対して有意と思われる伝搬経路のずれを検出することに成功した。現在、この結果について、確認作業を行っている。
その他、メタホウ酸銅の他に、光の方向二色性やローレンツ力の舞台となる物質を探索するため、Co4Ta2O9やMn4Nb2O9といった物質における線形電気磁気効果の測定を行った。その結果、Co4Ta2O9の電気磁気効果テンソルが、反対称成分を有することが明らかになった。これは、Co4Ta2O9が光の方向二色性やローレンツ力の舞台となりうることを示している。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (7 results)

All 2016 2015

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Magnetoelectric coupling in the honeycomb antiferromagnet Co4Nb2O92016

    • Author(s)
      N. D. Khanh, N. Abe, H. Sagayama, A. Nakao, T. Hanashima, R. Kiyanagi, Y. Tokunaga, T. Arima
    • Journal Title

      Phys. Rev. B

      Volume: 93 Pages: 075117/1-6

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.93.075117

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] One-Way Transparency of Light in Multiferroic CuB2O42015

    • Author(s)
      S. Toyoda, N. Abe, S. Kimura, Y. H. Matsuda, T. Nomura, A. Ikeda, S. Takeyama, T. Arima
    • Journal Title

      Phys. Rev. Lett.

      Volume: 115 Pages: 267207/1-5

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.115.267207

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] CuB2O4における発光の方向二色性2016

    • Author(s)
      豊田新悟、阿部伸行、有馬孝尚
    • Organizer
      日本物理学会第71回年次大会
    • Place of Presentation
      東北学院大学(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [Presentation] Uniaxial-pressure induced multiferroicity2016

    • Author(s)
      T. Arima
    • Organizer
      International USMM & CMSI Workshop
    • Place of Presentation
      東京大学(東京都文京区)
    • Year and Date
      2016-01-05 – 2016-01-09
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Magnetoelectric response in zig-zag antiferromagnetic spin chain MnNb2O62015

    • Author(s)
      N. D. Khanh, N. Abe, N. Netsu, S. Kimura, Y. Tokunaga, T. Arima
    • Organizer
      日本物理学会2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      関西大学(大阪府吹田市)
    • Year and Date
      2015-09-16 – 2015-09-19
  • [Presentation] ‘One-way transparency of light’ in multiferroic CuB2O42015

    • Author(s)
      S. Toyoda, N. Abe, S. Kimura, Y. Matsuda, T. Nomura, A. Ikeda, S. Takeyama, T. Arima
    • Organizer
      International Conference on Magnetism 2015
    • Place of Presentation
      バルセロナ(スペイン)
    • Year and Date
      2015-07-06 – 2015-07-10
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Magneto-Electric Coupling in a Buckled-Honeycomb Antiferromagnet2015

    • Author(s)
      T. Arima
    • Organizer
      Workshop on Topological Magnet
    • Place of Presentation
      理化学研究所(埼玉県和光市)
    • Year and Date
      2015-05-25 – 2015-05-27
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2017-01-06  

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