2014 Fiscal Year Research-status Report
4f電子系カイラル磁性における反対称スピン軌道相互作用と特異な電流磁気効果の研究
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26400333
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
大原 繁男 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60262953)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 希土類化合物 / キラル磁性体 / 反対称スピン軌道相互作用 / RKKY相互作用 / DM相互作用 / 電流磁気効果 / dHvA効果 / キラル結晶 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
希土類キラル磁性体RNi3Al9(R=Gd-Lu)およびRNi3Ga9(R=Nd, Sm, Gd-Lu)について単結晶育成を行い、異常分散を利用した単結晶Ｘ線構造解析から、結晶キラリティとしてR体、S体および両者の180度双晶が得られることを明らかとした。これにより、RNi3X9(R=希土類元素、X=Al, Ga)が結晶キラリティと磁気キラリティの相関を研究することに適した研究試料であることが明確となった。今後、R体、S体の分離方法の開発あるいは作り分けを試みる。また、走査電子顕微鏡像からこれらの結晶における積層欠陥についても詳細な情報を得て、RNi3X9の結晶構造について十分な理解を得るに至った。
反対称スピン軌道相互作用の定量的測定を量子振動現象であるde Haas-van Alphen効果観測から進めているが、今年度は試料準備にとどまった。次年度に測定を進める。
併行して、特異な磁気構造に起因した電流磁気効果を期待して、キラル螺旋磁性体Yb(Ni1-xCux)3Al9、磁化プラトーを示すDyNi3Ga9、スピンフリップを示すErNi3Ga9について、中性子散乱による磁気構造測定と磁気抵抗効果測定を進めた。磁気抵抗効果の振る舞いは複雑で、Yb(Ni1-xCux)3Al9については近藤効果についても考慮する必要があることがわかった。メタ磁性転移に伴う磁気抵抗変化も物質ごとに振る舞いが異なり、今後、磁場中での磁気構造の決定なども行い、磁化、磁気構造、磁気抵抗効果の結果を合わせて、解釈を進めていきたい。Yb(Ni1-xCux)3Al9については、予定を前倒しして、カイラルソリトン格子が成立するかどうかの観点から微細加工試料を用いた磁気抵抗測定の予備実験を行った。しかしながら、想定外に超伝導現象が観測され、この超伝導が本質的なものか、微細加工時に混入した不純物などに起因するものかどうかを検証中である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初予定のうち、単結晶合成、構造解析、磁気抵抗効果測定については予定通りに進んでいる。反対称スピン軌道相互作用の定量的な測定についてはやや遅れているが、試料の微細加工については予定を早めて測定に至っている。当初予定外に、中性子散乱による磁気構造測定が進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初予定通りに、キラル結晶におけるR体、S体の分離あるいは作り分け方法の開発を試みる。また、反対称スピン軌道相互作用の定量的測定を量子振動現象であるde Haas-van Alphen効果観測から進める。
磁気抵抗効果の解釈において磁気構造の理解が重要であることが明確となったことから、当初予定に加えて、中性子散乱による磁気構造の決定をおこなう。キラル磁性、磁化プラトー現象、スピンフリップ現象に関連したメタ磁性転移にともなう磁気抵抗効果について、磁化、磁気構造変化の観点から理解する。これによりRKKY相互作用とDM相互作用が存在する環境における局在磁気モーメントによる伝導電子の散乱現象について知見を得る。
試料の微細加工については試験が終わっており、逆スピンホール効果などの測定が可能な素子作製に取り組む。ただし、試料が超伝導を示す想定外の現象が観測されており、その真偽も含め、素子作製技術の確立と特異な結晶構造に起因した電流磁気効果測定を行いたい。
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