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フォノン・弾性波伝搬における相対論効果

研究課題

研究課題/領域番号 16H04008
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 物性Ⅱ
研究機関東北大学 (2018)
東京大学 (2016-2017)

研究代表者

小野瀬 佳文  東北大学, 金属材料研究所, 教授 (80436526)

研究協力者 新居 陽一  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
2018年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2017年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2016年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
キーワードフォノン / 弾性波 / 相対論効果 / マイクロ波
研究成果の概要

フォノンの相対論効果に関する三つの成果を挙げた。一つ目は、時間反転対称性、空間反転対称性が破れた場合の素励起の伝搬において、波数方向の正負によって伝搬強度や位相速度が異なるようになる非相反性という現象が表面弾性波においても観測されることを明らかにしたことである。二つ目は、マルチフェロイクス圧電体を用いて磁場に応答する表面弾性波デバイスを作製したことである。三つめは、テルビウム酸化物においてフォノン起源の熱ホール効果を観測したことである。

研究成果の学術的意義や社会的意義

電子やマグノンなどで研究されてきた物質中の相対論効果がフォノンにも大きな影響を及ぼしていることを明らかにした。この結果は、異なる素励起においても成り立つ普遍性があることが明らかになったことと、磁気弾性結合などフォノンにおける相対論効果の微視的起源の特徴が明らかになったことが学術的意義として挙げられる。非相反性や磁場変化を示す表面弾性波デバイスと熱ホール効果は、それぞれ、情報通信や熱制御などの産業応用に貢献する可能性もある。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 1件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 12件、 招待講演 5件)

  • [雑誌論文] Surface acoustic wave coupled to magnetic resonance on multiferroic CuB2O42019

    • 著者名/発表者名
      R. Sasaki, Y. Nii, and Y. Onose
    • 雑誌名

      PHYSICAL REVIEW B

      巻: 99 号: 1 ページ: 014418-014418

    • DOI

      10.1103/physrevb.99.014418

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Designing Rashba?Dresselhaus effect in magnetic insulators2019

    • 著者名/発表者名
      Masataka Kawano, Yoshinori Onose, Chisa Hotta
    • 雑誌名

      Communications Physics

      巻: 2 号: 1

    • DOI

      10.1038/s42005-019-0128-6

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Phononic thermal Hall effect in diluted terbium oxides2019

    • 著者名/発表者名
      Yuji Hirokane, Yoichi Nii, Yasuhide Tomioka, and Yoshinori Onose
    • 雑誌名

      PHYSICAL REVIEW B

      巻: 99 号: 13 ページ: 134419-134419

    • DOI

      10.1103/physrevb.99.134419

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microwave nonreciprocity of magnon excitations in the noncentrosymmetric antiferromagnet Ba2MnGe2O72018

    • 著者名/発表者名
      Y. Iguchi, Y. Nii, M. Kawano, H. Murakawa, N. Hanasaki, and Y. Onose
    • 雑誌名

      PHYSICAL REVIEW B

      巻: 98 号: 6 ページ: 064416-064416

    • DOI

      10.1103/physrevb.98.064416

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetically Controlled Surface Acoustic Waves on Multiferroic BiFeO32018

    • 著者名/発表者名
      Y. Ishii, R. Sasaki, Y. Nii, T. Ito, and Y. Onose
    • 雑誌名

      Physical Review Applied

      巻: 9 号: 3

    • DOI

      10.1103/physrevapplied.9.034034

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetoelectrical control of nonreciprocal microwave response in a multiferroic helimagnet2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Iguchi, Y. Nii, and Y. Onose
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 8 号: 1

    • DOI

      10.1038/ncomms15252

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Magnetotransport properties in the noncentrosymmetric itinerant ferromagnet Cr11Ge192017

    • 著者名/発表者名
      N. Jiang, Y. Nii, R. Ishii, Z. Hiroi, and Y. Onose
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 96 号: 14

    • DOI

      10.1103/physrevb.96.144435

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nonreciprocal propagation of surface acoustic wave in Ni/LiNbO32017

    • 著者名/発表者名
      R.Sasaki, Y. Nii, Y. Iguchi, and Y. Onose
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 95 号: 2 ページ: 020407-020407

    • DOI

      10.1103/physrevb.95.020407

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Microwave magnetochiral effect in the non-centrosymmetric magnet CuB2O42017

    • 著者名/発表者名
      Y. Nii, R. Sasaki, Y. Iguchi, and Y. Onose
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn

      巻: 86 号: 2 ページ: 024707-024707

    • DOI

      10.7566/jpsj.86.024707

    • NAID

      210000134268

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Magnetically Controlled Surface Acoustic Waves on Multiferroic BiFeO32019

    • 著者名/発表者名
      Ryo Sasaki, Yuta Ishii, Yoichi Nii, Toshimitsu Ito, Yoshinori Onose
    • 学会等名
      American Physical Society March meeting 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nonreciprocal propagation of electromagnetic waves, magnons, and acoustic waves in multiferroics2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshinori Onose
    • 学会等名
      KINKEN-KIST joint symposium
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nonreciprocal propagation of electromagnetic waves, magnons, and acoustic waves in noncentrosymmetric magnets2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshinori Onose
    • 学会等名
      The 5th International Conference of Asian Union of Magnetics Societies
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Nonreciprocal propagation of electromagnetic waves, magnons, and acoustic waves in noncentrosymmetric magnets2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshinori Onose
    • 学会等名
      International Conference on Magnetism 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Nonreciprocal propagation of microwaves, magnons, and acoustic waves in multiferroics2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshinori Onose
    • 学会等名
      10th APCTP workshop on multiferroics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Tb2Ti2O7における磁気音響効果2018

    • 著者名/発表者名
      新居陽一, 廣金優二, 榊原烈桜, 富岡泰秀, 小野瀬佳文
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Effect of inversion symmetry breaking on antiferromagnetic magnons2018

    • 著者名/発表者名
      小野瀬佳文
    • 学会等名
      平成29年度スピン変換年次報告会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Magnetotransport properties in the noncentrosymmetric itinerant ferromagnet Cr11Ge192018

    • 著者名/発表者名
      Nan Jiang, Yoichi Nii, Rieko Ishii, Zenji, Hiroi, Yoshinori Onose
    • 学会等名
      APS March meeting 2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Non-reciprocal microwave response of antiferromagnetic magnons in a multiferroic Ba2MnGe2O72018

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Iguchi, Yoichi Nii, Hiroshi Murakawa, Noriaki Hanasaki, Yoshinori Onose
    • 学会等名
      APS March meeting 2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Surface acoustic wave on a multiferroic material CuB2O4 and magnon-phonon coupling2018

    • 著者名/発表者名
      Ryo Sasaki, Yoichi Nii, Yoshinori Onose
    • 学会等名
      APS March meeting 2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Tbイオンを含む常磁性絶縁体の熱ホール効果2018

    • 著者名/発表者名
      廣金優二, 富岡泰秀, 小野瀬佳文
    • 学会等名
      日本物理学会 第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] マルチフェロイック物質CuB2O4における表面弾性波2018

    • 著者名/発表者名
      佐々木遼, 新居陽一, 小野瀬佳文
    • 学会等名
      日本物理学会 第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Nonreciprocal propagation of elementary excitations in noncentrosymmetric magnets2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshinori Onose
    • 学会等名
      DPG spring meeting
    • 発表場所
      ドレスデン(ドイツ)
    • 年月日
      2017-03-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 空間反転対称性が破れた遍歴磁性体Cr11Ge19単結晶における磁気輸送特性2017

    • 著者名/発表者名
      蒋男、新居陽一、小野瀬佳文
    • 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(大阪府豊中市)
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] マルチフェロイック物質BiFeO3における表面弾性波伝搬2017

    • 著者名/発表者名
      石井優太、佐々木遼、新居陽一、伊藤利充、小野瀬佳文
    • 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(大阪府豊中市)
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Nonreciprocal propagation of surface acoustic waves in Ni/LiNbO32017

    • 著者名/発表者名
      Ryo Sasaki, Yoichi Nii, Yusuke Iguchi, Yoshinori Onose
    • 学会等名
      American Physical Society March Meeting 2017
    • 発表場所
      ニューオリンズ(米国)
    • 年月日
      2017-03-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Magnetoelectrical control of nonreciprocal microwave response in a multiferroic helimagnet2017

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Iguchi, Yoichi Nii, Yoshinori Onose
    • 学会等名
      American Physical Society March Meeting 2017
    • 発表場所
      ニューオリンズ(米国)
    • 年月日
      2017-03-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nonreciprocal propagation of elementary excitations in noncentrosymmetric magnets2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshinori Onose
    • 学会等名
      International workshop on computational science 2017
    • 発表場所
      金沢大学(石川県金沢市)
    • 年月日
      2017-02-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 超伝導回路共振器を用いたマルチフェロイクスにおける非相反現象観測の試み2017

    • 著者名/発表者名
      濱原義明, 新居陽一, 井口雄介, 小野瀬佳文
    • 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
  • [学会発表] マルチフェロイクスBa2MnGe2O7における反強磁性マグノンのマイクロ波応答2017

    • 著者名/発表者名
      井口雄介, 新居陽一, 小野瀬佳文
    • 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
  • [学会発表] 反転対称性の破れた反強磁性体のマグノン励起2017

    • 著者名/発表者名
      川野雅敬, 小野瀬佳文, 堀田知佐
    • 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
  • [学会発表] Exploration of phononic phenomena induced by spin-orbit interaction2017

    • 著者名/発表者名
      小野瀬佳文
    • 学会等名
      平成29年度スピン変換研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 強誘電らせん磁性体における非相反マイクロ波応答の電場制御2016

    • 著者名/発表者名
      井口雄介、新居陽一、小野瀬佳文
    • 学会等名
      日本物理学会2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学(石川県金沢市)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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