2014 Fiscal Year Annual Research Report
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24360036
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| Research Institution | The Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
小椎八重 航 独立行政法人理化学研究所, 創発物性科学研究センター, 上級研究員 (20273253)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森 道康 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 先端基礎研究センター, 研究副主幹 (30396519)
筒井 健二 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究主幹 (80291011)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 絶縁体金属転移 / Skyrmion / ジョセフソン効果 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成26年度は，本計画の歩みを様々の成果と新たな研究の種を生み出す形で，実り多く研究を進めてきた．まず挙げられるのが，本計画が提唱してきた理論研究，光誘起絶縁体金属転移の実時間ダイナミクスの物理が，現実の構造物に全く新たな概念を原理に持つ遷移金属酸化物を用いた磁場制御型光電変換デバイスとして結実したことである．電子相関の強い系では，クーロン相互作用由来の絶縁性が外場に強く応答する特徴を持ち，このからくりを明らかにしてきたのが本計画である．この外場応答のひとつとして磁場に着目し，強相関電子系の典型であるマンガンを含む酸化物を舞台に，光電効果の磁場制御に成功したのである．これは光電効果に外部磁場印加のような形で能動的な制御法があるという学術的な新規性を越え，高効率太陽光発電法に新たな道を切り拓くものである．次に挙げられるのは，磁気モーメントの長距離構造が織り成す非自明なトポロジーをともなう実体，磁気skyrmionの新たな理論的展開である．このトポロジカルな磁気テクスチャの生成と消滅，さらには磁性体中での空間的移動，すなわち駆動の物理を明らかにし，これを用いた新たな磁気メモリーデバイスの設計指針を理論的に調べた．ここに得られた知見は，今後の新たな展開を生み出す切り口となる．また，本計画で推し進めてきた磁性体と超伝導体からなるジョセフソン接合における磁気ダイナミクスと伝導の理論は，十分な発展とともに，論文として研究発表された．そして，相関電子系の励起と緩和の理論を展開してきた本計画では，非弾性X線散乱による強相関電子系の電子構造および磁気構造の観測に関する理論も進展をみせ，銅酸化物を代表例として，様々の遷移金属化合物の観測に関する研究に道を与えた．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本計画で築き上げてきた相関電子系の励起と緩和のダイナミクスの理論が，光電変換の磁場制御という形で結実した．また，磁気テクスチャと伝導に物理へ，新たな研究の展開をもたらすことに成功した．
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の予定では最終年度にあたる今年度は，研究計画も最終段階へ向けて進展を遂げてきた．そしてこの進展から，十分な成果が見込まれる進展と着想が生じた．本研究は計画通り着実に進められてきた．物品調達も問題なく執行されたが，設備として導入されたクラスター計算機関連物品についての販売元の価格改定にともない，予算総額と基金分の執行額の差として誤差の範囲の未使用額が生じた．無理な予算の使い切りを避け，今年度の未使用額を用いて，本計画の自然な発展研究を次年度に計画する．
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| Causes of Carryover |
本研究は当初の計画通り，着実に進められた．今年度の物品調達も問題なく執行された，クラスター計算機関連物品についての販売元の価格改定にともない，予算総額と執行額の差として誤差の範囲の未使用額が生じた．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
本研究計画も最終段階となり成果の取りまとめに向けて研究分担者と打ち合わせを進めてきた．その結果，十分な成果が見込まれる進展と着想が生じた．これまでの研究成果のとりまとめと，これに連続する研究の打ち合わせのため，未使用額は旅費や消耗品にあてる．
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[Presentation] A theoretical design of skyrmion device2014
Author(s)
W. Koshibae
Organizer
IMR International Workshop “Research frontier of transition-metal compounds opened by advanced spectroscopies”
Place of Presentation
Institute for Materials Research, Tohoku University, Japan
Year and Date
2014-10-02
Invited
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