2020 Fiscal Year Annual Research Report
Creation of the space inversion symmetry breaking and anomalous physical properties in the asymmetry super lattices of oxides
Publicly Offered Research
| Project Area | Materials Science and Advanced Elecronics created by singularity |
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| Project/Area Number |
19H04535
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
田畑 仁 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (00263319)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 傾斜歪構造 / スピン / 双極子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1) 非対称人工格子による傾角スピン制御によるエレクトロマグノン誘起
傾角スピン制御による歪勾配誘起のスピン・フォノン結合型マグノン（エレクトロマグノン）発現を試みた。鉄ガーネットR3Fe5O12において、イオン半径の異なる3種類の鉄ガーネットを利用して、A層：Ho3Fe5O12(ミスマッチ0%)、B層：Sm3Fe5O12(+1%)、C層：La3Fe5O12(+2%)を逐次積層した人工格子：A-B-C-A-B-C・・と積層した三色結晶-非対称人工格子を作製し、空間反転対称性を人工的に破る実験を行った。また、A-B-C-C-B-C・・と、構成元素が共通で空間反転対称性を保持した対称人工格子との比較も行った。非対称結晶構造によって、面直方向に撓電性自発分極が形成される。この時空間的にイオン間距離は中心対称的でなくなり、4面体・8面体サイト間に形成されている超交換相互作用による反強磁性的結合は、傾角を持つことになる。このような磁気誘電カップリングに由来する歪誘起スピン傾角構造：Spin Flexoelectricityを目指した。
(2)局所的元素置換による３次元的特異構造制御と新規物性創出
人工格子おける2次系制御に加えて、3次元系制御を目指して部分的元素置換による局所格子歪制御とそれによるフォノン物性制御を目指した。イオン結合性が強く、異元素置換の許容度の大きな機能性酸化物においては、非平衡結晶成長により局所的に大きな格子歪を印加されることが期待できた。様々なイオン半径および電荷イオンを組み合わせることで、フォノンがソフト化し、格子不安定性を誘起することで特異物性創出（スピングラス等の揺らぎ物性発現）が期待できた。極性をもつ点群の4mmやmm2といった点群を設計することが可能であり、磁化によって発生する分極成分や、点欠陥を中心とした分極成分に関する研究も行った。また格子歪によってΓ点以外の禁制フォノンが発生する研究を行った。
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| Research Progress Status |
令和2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2年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Hybridization between the ligand p band and Fe-3d orbitals in the p-type ferromagnetic semiconductor (Ga,Fe)Sb2020
Author(s)
T. Takeda, M. Suzuki, L. Anh, N.T. Tu, T. Schmitt, S. Yoshida, M. Sakano, K. Ishizaka, Y. Takeda, S. Fijimori, M. Seki, H. Tabata, A. Fujimori, V.N. Strocov, M. Tanaka, M. Kobayashi
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Journal Title
Physical Review B
Volume: 101
Pages: 155142(1-7)
DOI
Peer Reviewed
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