2013 Fiscal Year Annual Research Report
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25220803
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
井上 克也 広島大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (40265731)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
戸川 欣彦 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00415241)
鳥養 映子 山梨大学, 総合研究部, 教授 (20188832)
菊地 耕一 首都大学東京, 理工学研究科, 教授 (40177796)
美藤 正樹 九州工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60315108)
秋光 純 青山学院大学, 理工学部, 教授 (80013522)
岸根 順一郎 放送大学, 教養学部, 教授 (80290906)
松浦 弘泰 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (40596607)
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| Project Period (FY) |
2013-05-31 – 2018-03-31
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| Keywords | キラル磁性 / トポロジカル効果 / スピントロニクス / キラル結晶成長 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度はキラル磁性体の合成指針の確立およびキラル磁性体の特異物性の探索に向けて、合成研究および、物性研究を進めた。合成研究では、キラル磁性体結晶のキラルシングルドメイン成長について、結晶成長の成長速度を変化させることによって、キラルシングルドメインに関する情報収集につとめた。その結果、金属性キラル磁性体のCrNb3S6では、キラルシングルドメインほぼ１００％の結晶の合成に成功した。また絶縁体キラル磁性体のCsCuCl3でも、激しく撹拌させる方法により、キラルシングルドメインほぼ１００％の結晶の合成に成功した。どちらの場合も、世界中で我々のみ成功したキラルシングルドメイン１００％の結晶である。物性研究では先に述べた方法で合成したキラルシングルドメイン１００％のCrNb3S6単結晶サンプルを使ってローレンツTEMでのマクロスケール磁気構造観察を行った。すでに報告しているキラルヘリカル磁気構造（CHM）およびキラルスピンソリトン格子（CSL）の観測を行い、CSL状態でのソリトン数の減少過程の実空間観測を調べた。その際、トポロジカル的にソリトンが減少していく過程が見られ、磁場上昇過程と磁場減少過程でヒステリシスが観測された。これは初めて観測されたものであり、すでに行った磁気抵抗効果の結果を支持するものであった。さらにはこの結果は、キラル磁性体を用いて、多ビットのメモリーが作れる直接の証拠であり、今後応用の可能性について早急に研究を展開する。
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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
本研究計画では、キラル磁性体の結晶設計と結晶成長の手法確立と、新しい物性の探索であった。上の成果の項で述べたように、金属性キラル磁性体のCrNb3S6では、キラルシングルドメインほぼ１００％の結晶の合成に成功し、絶縁体キラル磁性体のCsCuCl3でも、激しく撹拌させる方法により、キラルシングルドメインほぼ１００％の結晶の合成に成功した。このことはすでに手法、結晶成長方法ともこれまでに確立している分子性キラル磁性体の設計と成長方法とあわせて、すべての種類のキラル磁性体の設計手法とキラルシングルドメイン結晶の成長方法を確立したことになる。特に無機キラル磁性体のCrNb3S6とCsCuCl3のキラルシングルドメイン単結晶の育成は、世界中でも我々しか達成していない。さらには、キラルシングルドメイン単結晶を用いることによって、様々なキラル磁性体の特徴的な物性測定が精度よく行えるようになった。そのようにして成長させたキラルシングルドメインCrNb3S6単結晶を用いて、CSLの増減過程を実空間観測できたことで、これまで謎であった磁気抵抗効果のステップおよびヒステリシスの原因が明らかになった。この成果は現在論文として作成中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
キラルシングルドメイン１００％の結晶の合成に、分子性キラル磁性体、無機キラル磁性体で成功したので、様々な特異物性の正確な測定が可能になった。キラル磁性体の非相反効果、非線形現象、スピン位相とその他の位相との相互作用の解明など、実に多数の特殊効果の測定を早急に進める。またその他のキラル磁性体のキラルシングルドメイン成長についても、同様なパラメータを振ることによって、達成する。またキラル磁性体の設計指針についても、他の可能性がないか検討してゆく。CSLの増減過程での、トポロジカル効果、磁場上昇過程と磁場減少過程でヒステリシスが観測は初めて観測されたものであり、すでに行った磁気抵抗効果の結果を支持するものであった。さらにはこの結果は、キラル磁性体を用いて、多ビットのメモリーが作れる直接の証拠であり、今後応用の可能性について早急に研究を展開する。
さらには、究極の目標であるDM相互作用の定量化についても、理論の物理計算、物性物理の助けを借りながら、進めていく。
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Research Products
(99 results)
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[Journal Article] Three-Dimensional Near-Surface Imaging of Chirality Domains with Circularly Polarized X-rays2013
Author(s)
H. Ohsumi, A. Tokuda, S. Takeshita, M. Takata, M. Suzuki, N. Kawamura, Y. Kousaka, J. Akimitsu, and T. Arima,
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Journal Title
Angew. Chem. Int. Ed.,
Volume: 52
Pages: 8718-8721
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Hydrogen Bonded Anion Ribbons, Networks and Clusters and Sulfur-anion Interactions in Novel Radical Cation Salts of BEDT-TTF with Sulfamate, Pentaborate and Bromide2013
Author(s)
A. C. Brooks, L. Martin, P. Day, E. B. Lopes, M. Almeida, K. Kikuchi, W. Fujita, K. Sasamori, H. Akutsu, J. D. Wallis
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Journal Title
Dalton Trans.
Volume: 42
Pages: 6645-6654
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Impact of Diradical Character on Two-Photon Absorption: Bis(acridine) Dimers Synthesized from an Allenic Precursor2013
Author(s)
Kenji Kamada , Shin-ichi Fuku-en, Shu Minamide, Koji Ohta, Ryohei Kishi, Masayoshi Nakano, Hiroyuki Matsuzaki, Hiroshi Okamoto, Hiroyuki Higashikawa, Katsuya Inoue, Satoshi Kojima, and Yohsuke Yamamoto
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Journal Title
J. Am. Chem. Soc.,
Volume: 135
Pages: 232-241
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] "層状ペロブスカイトCo酸化物における時間分解ラマン分光"2014
Author(s)
深谷亮, 沖本洋一, 山谷奈央, 田中誠一, 恩田健, 石川忠彦, 腰原伸也, 諌山晃, 笹川崇男, 秋光純, 堀金和正
Organizer
日本物理学会第69回年次大会
Place of Presentation
東海大学・神奈川県
Year and Date
2014-03-27 – 2014-03-30
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[Presentation] "無機カイラル磁性体におけるカイラル磁気ソリトン格子の検証"2014
Author(s)
高阪勇輔, 大石一城, 鈴木淳市, J. Zhang, P. Miao, 石川喜久, 鳥居周輝, 神山崇, 平賀晴弘, J. Campo, 井上克也, 岸根順一郎, 秋光純
Organizer
物構研サイエンスフェスタ2013
Place of Presentation
つくば国際会議場エポカル
Year and Date
2014-03-18 – 2014-03-19
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[Presentation] "CrM3S6 (M = Nb, Ta)のカイラルらせん磁気秩序の検証"2014
Author(s)
高阪勇輔, 小椋隆弘, 池田直樹, 吉井冬破, 秋光純, J. Zhang, P. Miao, 石川喜久, 鳥居周輝, 神山崇, 大石一城, J. Campo
Organizer
物構研サイエンスフェスタ2013
Place of Presentation
つくば国際会議場エポカル
Year and Date
2014-03-18 – 2014-03-19
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[Presentation] キラル磁性体の合成と構造、物性研究2013
Author(s)
世良文香, 宮川真里奈, Kseniya Maryunina, 西原禎文, 井上克也
Organizer
第7回 物性科学領域横断研究会(領域合同研究会)
Place of Presentation
東京大学
Year and Date
2013-12-01 – 2013-12-02
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[Presentation] 無機キラル磁性体の合成と構造、物性研究2013
Author(s)
宮川真里奈, Kseniya Maryunina, 西原禎文, 高阪勇輔, 秋光純, 井上克也
Organizer
第7回 物性科学領域横断研究会(領域合同研究会)
Place of Presentation
東京大学
Year and Date
2013-12-01 – 2013-12-02
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[Presentation] Spin phase order and dynamics of chiral magnets2013
Author(s)
Katsuya Inoue
Organizer
The Seventh Japanese-Russian International Workshop on Open Shell Compounds and Molecular Spin Devices
Place of Presentation
Awaji Yumebutai International Conference Center, Awaji Island, Hyogo, Japan
Year and Date
2013-11-17 – 2013-11-20
Invited
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[Presentation] Chiral Soliton Lattice in a Monoaxial Chiral Magnet2013
Author(s)
Y. Togawa, T. Koyama, Y. Nishimori, S. Mori, Y. Kousaka, J. Akimitsu, S. Nishihara, K. Inoue, A. S. Ovchinnikov, J. Kishine
Organizer
The International Conference on Magneto Science 2013
Place of Presentation
Bordeaux, France
Year and Date
2013-10-13 – 2013-10-17
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[Presentation] 鉄系超伝導体KFe2As2の磁気励起2013
Author(s)
李哲虎, 堀金和正, 木方邦宏, 藤田慧, N. Qureshi, 伊豫彰, 永崎洋, 秋光純, M. Braden
Organizer
日本物理学会秋季大会
Place of Presentation
徳島大学
Year and Date
2013-09-25 – 2013-09-28
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[Presentation] "ペロブスカイト型イリジウム酸化物のバルク電子状態"2013
Author(s)
山崎篤志, O. Kirilmaz, M. Sing, 東谷篤志, 藤原秀典, 関山明, 室隆桂之, 矢橋牧名, 玉作賢治, 石川哲也, 磯部雅朗, 秋光純, 菅滋正, R. Claessen
Organizer
日本物理学会秋季大会
Place of Presentation
徳島大学
Year and Date
2013-09-25 – 2013-09-28
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[Presentation] "Chiral Magnetic Soliton Lattice in MnSi"2013
Author(s)
Y. Kousaka, N. Ikeda, T. Ogura, T. Yoshii, J. Akimitsu, K. Ohishi, J. Suzuki, H. Hiraka, M. Miyagawa, S. Nishihara, K. Inoue, J. Kishine
Organizer
International Symposium on Science Explored by Ultra Slow Muon (USM2013)
Place of Presentation
Kunibiki Messe, Japan
Year and Date
2013-08-09 – 2013-08-12
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