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トロイダルモーメントを内包する金属磁性体における電流誘起磁気効果の検証

研究課題

研究課題/領域番号 15K13509
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 物性Ⅱ
研究機関北海道大学

研究代表者

網塚 浩  北海道大学, 理学研究院, 教授 (40212576)

研究協力者 柳澤 達也  
日髙 宏之  
齋藤 開  
鹿内 奈南  
山本 将隆  
中尾 裕則  
田端 千紘  
谷田 博司  
世良 正文  
松村 武  
Sechovský Vladimir  
Uhlířová Klára  
Vališka Michal  
Zherlitsyn Sergei  
Wosnitza Jochen  
Süllow Stefan  
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードトロイダルモーメント / トロイダル秩序 / 電気磁気効果 / 電流誘起磁化 / 空間反転対称性 / 反対称スピン軌道結合 / 奇パリティ多極子 / ウラン化合物 / トロイダル磁気秩序 / 強相関電子系 / 拡張多極子 / 反強磁性体 / 物性実験 / 物性理論
研究成果の概要

本研究の目的は、電子スピンの渦状配置に対応する「トロイダルモーメント」が秩序した金属磁性体に関して予言された新奇な電気磁気効果を実験で検証することにある。現実の強的トロイダル秩序系の候補である層状ウラン化合物UNi4Bの単結晶について電流下での精密磁化測定を行った結果、電流強度に比例して一様磁化が生じることを観測し、理論予想が本質的に正しいことを証明した。一方で電流方向に対する磁化の応答方向が理論予想と単純には合致しない結果も得られ、本系の結晶および磁気構造を精密に再検討する必要があるという新たな課題も提起した。また、同様の電流誘起磁化現象を示す二つの反強磁性体を新たに見出した。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (25件) (うち国際学会 7件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] プラハ・カレル大学(チェコ)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] ブラウンシュヴァイク大学/ドレスデン強磁場研究所(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] カレル大学(チェコ)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ブラウンシュヴァイク工科大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Charles University(チェコ)

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Technical University of Braunschweig(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Evidence of a New Current-Induced Magnetoelectric Effect in a Toroidal Magnetic Ordered State of UNi4B2018

    • 著者名/発表者名
      Saito Hiraku、Uenishi Kenta、Miura Naoyuki、Tabata Chihiro、Hidaka Hiroyuki、Yanagisawa Tatsuya、Amitsuka Hiroshi
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 87 号: 3 ページ: 033702-033702

    • DOI

      10.7566/jpsj.87.033702

    • NAID

      210000134718

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Current-Induced Magnetization in Antiferromagnetic Metals2018

    • 著者名/発表者名
      H. Amitsuka
    • 学会等名
      International Workshop: Novel Phenomena in Quantum Materials driven by Multipoles and Topology
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] UNi4B の極低温・強磁場における超音波弾性応答2018

    • 著者名/発表者名
      柳澤 達也,齋藤 開, 日髙 宏之, 網塚 浩,中村 慎太郎,淡路 智,Denis Gorbunov,Sergei Zherlitsyn,Jochen Wosnitza,Klara Uhlirova;,Michal Valiska,Vladimir Sechovsky
    • 学会等名
      日本物理学会2018年年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 反強磁性金属における電気磁気効果の検証2018

    • 著者名/発表者名
      網塚 浩
    • 学会等名
      新学術領域「J-Physics: 多極子伝導系の物理」2017年度領域全体会議
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] X-ray Crystal Structure Analysis of Single-Crystalline UNi4B2018

    • 著者名/発表者名
      C.Tabata1 H. Sagayama, H. Nakao, H. Saito, and H. Amitsuka
    • 学会等名
      新学術領域「J-Physics: 多極子伝導系の物理」2017年度領域全体会議
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] UNi4B, CeRh2Si2, CeRu2Al10 の電流下磁化測定2018

    • 著者名/発表者名
      網塚 浩
    • 学会等名
      新学術領域「J-Physics: 多極子伝導系の物理」C01-D01合同トピカルミーティング
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] UNi4Bのトロイダル磁気秩序における磁場中弾性応答 II2017

    • 著者名/発表者名
      松盛泰明, 門別翔太, 齋藤開, 柳澤達也*, 日高宏之, 網塚浩
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学豊中キャンパス(大阪府・豊中市)
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Elastic Response of the Vortices-type Magnetic Order in UNi4B2017

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Yanagisawa
    • 学会等名
      J-Phsyics 2017: International Workshop on Multipole Physics and Related Phenomena
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] UNi4B のトロイダル磁気秩序における電流下超音波測定2017

    • 著者名/発表者名
      柳澤 達也, 松盛 泰明, 斎藤 猛敬, 齋藤 開, 日髙 宏之, 網塚 浩
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 拡張多極子系における電気磁気効果の検証2017

    • 著者名/発表者名
      網塚 浩
    • 学会等名
      新学術領域「J-Physics: 多極子伝導系の物理」C01トピカルミーティング ― 拡張多極子研究の進展と課題
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] トロイダル秩序物質UNi4Bの超音波弾性応答2017

    • 著者名/発表者名
      柳澤 達也
    • 学会等名
      新学術領域「J-Physics: 多極子伝導系の物理」C01トピカルミーティング ― 拡張多極子研究の進展と課題
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] トロイダル秩序物質UNi4Bの結晶構造解析2017

    • 著者名/発表者名
      田端 千紘
    • 学会等名
      新学術領域「J-Physics: 多極子伝導系の物理」C01トピカルミーティング ― 拡張多極子研究の進展と課題
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] UNi4Bの単結晶育成技術および電流下磁化の試料依存性2016

    • 著者名/発表者名
      齋藤開
    • 学会等名
      第10回物性科学領域横断研究会
    • 発表場所
      神戸大学六甲台第2キャンパス(兵庫県・神戸市)
    • 年月日
      2016-12-09
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] J-Physics: Physics of Conductive Multipole Systems2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Amitsuka
    • 学会等名
      Hokkaido University; Hitachi Cambridge Laboratory Workshop - Discussion about new direction of Quantum technology
    • 発表場所
      Global Research Center for Food Medical Innovation (FMI), Hokkaido University, Sapporo, Hokkaido, Japan
    • 年月日
      2016-10-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] UNi4Bのトロイダル磁気秩序状態における磁場中弾性応答2016

    • 著者名/発表者名
      松盛泰明, 門別翔太, 齋藤開, 日高宏之, 柳澤達也, 網塚浩
    • 学会等名
      日本物理学会2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学角間キャンパス(石川県・金沢市)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] HALL COEFFICINT IN TOROIDAL MAGNETIC ORDERED STATE OF UNi4B2016

    • 著者名/発表者名
      H. Saito, N. Miura, C. Tabata, H. Hidaka, T. Yanagisawa, and H. Amitsuka
    • 学会等名
      16th Czech and Slovak Conference on Magnetism
    • 発表場所
      Technical University, Kosice, Slovakia
    • 年月日
      2016-06-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] UNi4Bのトロイダル秩序状態における異常Hall効果の検証2016

    • 著者名/発表者名
      網塚浩
    • 学会等名
      J-Physics 平成28年度領域全体会議
    • 発表場所
      北海道大学フロンティア応用科学研究棟(北海道・札幌市)
    • 年月日
      2016-05-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Hall Coefficient Measurement on a Toroidal Magnetic Ordered State of UNi4B2016

    • 著者名/発表者名
      H. Saito, N. Miura, C. Tabata, H. Hidaka, T. Yanagisawa, and H. Amitsuka
    • 学会等名
      International Conference on Strongly Correlated Electron Systems 2016
    • 発表場所
      International Conference Center of Zhejiang University, Hangzhou, China
    • 年月日
      2016-05-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] UNi4Bのトロイダル磁気秩序状態における電流磁気効果の検証Ⅲ2016

    • 著者名/発表者名
      齋藤 開、上西健太、三浦植幸、田端千紘、日高宏之、柳澤達也、網塚 浩
    • 学会等名
      日本物理学会 第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] A New Magnetoelectric Effect in a Toroidal Ordered State of UNi4B2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Amitsuka
    • 学会等名
      International Workshop on Anomalous Transport in Multipolar and Topological Materials
    • 発表場所
      Mt. Washington Conference Center, Baltimore, USA
    • 年月日
      2016-03-11
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 拡張多極子が導く新しい電気磁気効果2015

    • 著者名/発表者名
      網塚 浩
    • 学会等名
      第9回物性科学領域横断研究会
    • 発表場所
      東京大学本郷キャンパス(東京都文京区)
    • 年月日
      2015-11-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] UNi4Bのトロイダル磁気秩序状態における特異な電流磁気効果及びHall効果の検証2015

    • 著者名/発表者名
      齋藤開
    • 学会等名
      第9回物性科学領域横断研究会
    • 発表場所
      東京大学本郷キャンパス(東京都文京区)
    • 年月日
      2015-11-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] UNi4Bのトロイダル秩序がHall係数に与える寄与2015

    • 著者名/発表者名
      4.齋藤開*,上西健太,三浦植幸,田端千紘,日高宏之,柳澤達也,網塚浩
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学千里山キャンパス(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 拡張多極子による動的応答2015

    • 著者名/発表者名
      網塚 浩
    • 学会等名
      J-Physics:多極子伝導系の物理 キックオフミーティング
    • 発表場所
      神戸大学統合研究拠点コンベンションホール(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-09-14
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] UNi4Bのトロイダル秩序状態におけるHall効果測定2015

    • 著者名/発表者名
      齋藤開
    • 学会等名
      J-Physics:多極子伝導系の物理 キックオフミーティング
    • 発表場所
      神戸大学統合研究拠点コンベンションホール(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-09-14
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Test for electromagnetic effects on a toroidal magnetic ordered state of UNi4B2015

    • 著者名/発表者名
      H. Saito, K. Uenishi, N. Miura, C. Tabata, H. Hidaka, T. Yanagisawa, and H. Amitsuka
    • 学会等名
      20th International Conference on Magnetism (ICM2015)
    • 発表場所
      Palau de Congressos de Catalunya, Barcelona, Spain
    • 年月日
      2015-07-05
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2022-08-19  

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