2019 Fiscal Year Annual Research Report
3d電子系における奇パリティ磁気多極子秩序に由来する電気磁気応答と量子伝導現象
Publicly Offered Research
| Project Area | J-Physics: Physics of conductive multipole systems |
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| Project/Area Number |
18H04309
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
阿部 伸行 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 助教 (70582005)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 電気磁気効果 / トロイダルモーメント / 磁気キラル二色性 / 磁気抵抗効果 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では奇パリティ磁気多極子に由来する新しい物性応答の発現を目指して、奇パリティ磁気多極子の電気磁気応答と、局所的な反転対称性の破れに伴う量子伝導現象のそれぞれについて重点的に研究を行った。まず奇パリティ磁気多極子の電気磁気応答として、反強磁性体であるMnTiO3における磁気キラル二色性の観測に成功した。磁気キラル二色性は入射光の偏光によらない光学応答であり、光の入射する向き、磁化や磁場の向き、そして物質のキラリティに依存して吸収係数が変化する現象である。これまでもキラルな錯体やマルチフェロイック物質などで報告されているが、今回我々は秩序型コランダム構造を持つ反強磁性体であるMnTiO3に着目した。この物質の結晶構造は反転対称性を持ち、しかも自発磁化を持たない反強磁性体であることから、これまで報告されてきた磁気キラル二色性を示す物質の条件を備えていない。しかし、磁性イオンであるMnサイトに着目すると、キラリティが異なる２つのサイトに反強磁性的にスピンが配列していることから、磁気秩序相ではトロイダルモーメントの強秩序状態になっている。実際に電気磁気効果を利用したドメイン制御と組み合わせることでトロイダルモーメントを単ドメイン化し、光吸収測定を行ったところ、磁気キラル二色性の観測に成功した。また、局所的な反転対象心の破れに伴う量子伝導現象として横磁場イジングモデルの候補物質の金属間化合物を合成し、磁場印加に伴う磁化と伝導性の変化を調べた。超伝導マグネットおよびパルスマグネットを用いた磁気抵抗測定によって、15テスラ以上の強磁場下ではスピンフロップ転移が生じることがわかった。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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