2018 Fiscal Year Annual Research Report
奇パリティ多極子秩序系におけるドメイン観察手法の開発と新奇量子伝導の開拓
Publicly Offered Research
| Project Area | J-Physics: Physics of conductive multipole systems |
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| Project/Area Number |
18H04302
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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) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 多極子秩序 / 磁気四極子 / 輸送現象 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
磁気四極子秩序系 BaMn2As2 に着目した研究を推進した。BaMn2As2 は鉄系超伝導体の関連物質であり、空間群I4/mmm に属する。室温よりはるかに高温のTN = 625 K で、Mn のS = 5/2スピンがチェッカーボード型の反強磁性秩序を示す。磁気構造は単純であるにも関わらず、磁気点群は空間反転対称性と時間反転対称性が共に破れた4'/m'mm'であり、これはx2-y2 型の磁気四極子の強的な秩序と見做せる。さらに、BaMn2As2 は広い温度領域で導電性を示すため、磁気四極子と伝導電子との相互作用に起因する物性を探求する上で格好の物質と言える。しかしながら、パリティの関わるドメイン構造の存在が、輸送現象を開拓する上での障害となっていた。それを克服すべく、光第二高調波発生(Second Harmonic Generation; SHG)を用いたドメイン手法を開発してきた。しかしながら、試料表面が粗いことから説得力のあるドメイン像の獲得に至っていなかった。
そこで、本研究では、表面の平滑なBaMn2As2 試料を作成し、それに対してSHGイメージングを実施した。その結果、polar-cテンソルとaxial-iテンソルが干渉したSHG 強度の偏光角度依存性を観測し、それを用いて磁気ドメインの実空間観察に成功した。ab 面内方向の磁気四極子ドメインの大きさは0.1mm から1 mm オーダーであり、強磁性体のドメインに比べてはるかに大きいことが分かった。また、ドメイン境界であるドメインウォールの観察にも成功し、その幅は83ミクロンであることも分かった。本研究によって、奇パリティ多極子秩序伝導系における物性研究が大きく進展するものと期待される。
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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
申請書に記した内容を、着実に実行できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、単一ドメインにおけるBaMn2As2における輸送現象を開拓することを計画している。そのためには、ドメインを複合外場により制御できることが望ましく、電流磁場冷却などの手法開拓を計画している。
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