2016 Fiscal Year Annual Research Report
奇パリティ多極子秩序系における新奇量子伝導
Publicly Offered Research
| Project Area | J-Physics: Physics of conductive multipole systems |
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| Project/Area Number |
16H01062
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
大串 研也 東北大学, 理学研究科, 教授 (30455331)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 磁気四極子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
BaMn2As2は、625 K以下で反強磁性秩序を示す伝導性物質である。磁気構造は単純なチェッカーボード型であるにも関わらず、Mイオンの配位環境を考慮に入れると、磁気空間群における反転対称性が消失している。この磁気秩序相は、磁気四極子の強的な秩序と見做すことができることが先行研究から判明している。従って、BaMn2As2は奇パリティ多極子秩序系の新奇な量子伝導を開拓するための格好の舞台である。研究計画の初年度にあたる2016年度は、BaMn2As2に対する詳細な磁化率と磁気抵抗率の測定を実施した。磁化率の測定により、T*=40 Kでab面内に弱強磁性が発生し、スピンがc軸から僅かにキャントする逐次相転移を示すことを見出した。また、回転磁場中の磁気抵抗率の測定により、①広い温度と磁場領域において、面内に磁場を印加した際に負の磁気抵抗効果が生じること、②T<T*の低磁場領域において、面内に磁場を印加した際に正の磁気抵抗効果が生じること、③T<T*において、磁気抵抗効果に明瞭な面内磁場方位依存性が生じることを観測した。それぞれの起源は、①外部磁場印加に伴うスピン揺動の抑制に伴う伝導電子の散乱効果の減少に由来する負の磁気抵抗効果、②外部磁場あるいはラシュバ相互作用に起因する軌道磁気抵抗効果、③電気磁気効果による直方晶歪みに起因する異方的な磁気抵抗効果に対応していると考えられる。特に、③の現象は、空間反転対称性の破れた本系の特徴であると考えられ、奇パリティ多極子秩序系の新奇な量子伝導であると考えられる。
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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
BaMn2As2の純良単結晶の育成および強磁場下の電気抵抗率測定に関して、当初の予定通りの研究を遂行できた。磁気抵抗測定は、金属材料研究所強磁場超伝導材料研究センターで共同利用課題として実施している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、BaMn2As2における磁気四極子秩序のドメインを観察する手法を開拓し、シングルドメイン状態における新奇な量子伝導の観測を目指す。異方的磁気抵抗効果の測定に加えて、光学応答の低エネルギー版に対応する非線形量子伝導の観測を目指す。
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Research Products
(2 results)
