| Project/Area Number |
22K14011
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 13030:Magnetism, superconductivity and strongly correlated systems-related
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
Fujishiro Yukako 国立研究開発法人理化学研究所, 創発物性科学研究センター, 基礎科学特別研究員 (00883646)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
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| Keywords | らせん磁性 / スピン揺らぎ / 電荷輸送特性 / 超高圧 / 収束イオンビーム加工 / 量子臨界 / スピン / トポロジカル / 相転移 / インダクタ / ベリー位相 / 収束イオンビーム |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、電子スピンが固体中で作る非共面的な構造（立体角を張る）とその揺らぎを制御し、新たな電気輸送特性の探索を行う。特に、螺旋スピン構造の電流駆動がもたらすインダクタンス効果や、磁性が外部パラメーター（圧力など）の制御によってゼロ温度で消失する量子相転移近傍での輸送特性に着目する。従来の研究で着目されてきた静的な長距離秩序の枠組みを超えて、スピン構造のダイナミクスがもたらす新規現象についての学術的理解を深めることを目指す。
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| Outline of Final Research Achievements |
In this study, we focused on non-collinear magnetic structures such as helical magnetism and explored new charge transport properties using spin dynamics. Specifically, by investigating the quantum phase transition of helical magnetism and skyrmions under ultra-high pressure, we discovered a peculiar anomalous Hall effect that breaks time-reversal symmetry with only short-range magnetic correlations in regions where quantum fluctuations are developed. Additionally, we explored emergent inductors driven by current-induced spin dynamics and observed novel complex sign changes depending on the microscopic magnetic structures.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
絶対零度近傍における量子揺らぎを利用した新規な異常ホール効果の発見は、これまで強磁性・反強磁性などの単純な磁気構造に注目してきた量子相転移の研究をより多彩な磁気構造に拡張するという点で学術的意義があると考えられる。また、電流駆動スピンダイナミクスによる創発電場の発生は、インダクタ素子の微細化への応用が期待できるため、電子デバイスの小型化に貢献することが期待される。
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