• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

電気磁気効果測定を用いた量子スピン系の強磁場物性研究

研究課題

研究課題/領域番号 16K05413
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 物性Ⅱ
研究機関東京大学

研究代表者

徳永 将史  東京大学, 物性研究所, 准教授 (50300885)

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
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードマルチフェロイクス / 磁性 / 強磁場 / 物性実験
研究成果の概要

磁気秩序と強誘電分極が共存するマルチフェロイック物質は新しいメモリーデバイスとして期待されている。室温で顕著なマルチフェロイック特性を示すBiFeO3に対して、我々が見出した不揮発性の電気磁気メモリー効果を追求し、この分野で長年追い求められてきた強磁性と強誘電性の共存状態と、その外場制御を実証した。
また磁気秩序を伴わない電気磁気効果の微視的起源を調べるため、この機構の標準的物質であるBa2CuGe2O7という物質の強磁場電気磁気効果の測定を行うとともに、超音波伝達の測定を行った。その結果からこの量子スピン物質において銅イオンと酸素イオンの軌道混成の磁場制御が重要であることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

マルチフェロイック物質における電気磁気効果は、物質の新しい可能性を開くテーマとしてこの20年ほど盛んに研究されてきた。本研究ではこの分野で長年追い求められてきた強磁性と強誘電性の共存状態における電気磁気メモリー効果の実証に成功した。またこの現象の微視的起源である磁性イオンと周囲の配位子イオンとの軌道混成の磁場制御は、単純な理論予測に反してスピンの短い量子スピン系でも観測されている。この現象の代表的物質に対して強磁場下の電気磁気効果と超音波伝導の実験を行うことで、その微視的起源を明らかにした。

報告書

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

    (29件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 4件、 査読あり 7件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 6件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] Huazhong University(中国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Oak Ridge National Laboratory/NIST Center for Neutron Research(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Oak Ridge National Laboratory/NIST center for Neutron Research/University of Maryland(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Magnetoelectric behavior from cluster multipoles in square cupolas: Study of Sr(TiO)Cu4(PO4)4 in comparison with Ba and Pb isostructurals2019

    • 著者名/発表者名
      Kato Yasuyuki、Kimura Kenta、Miyake Atsushi、Tokunaga Masashi、Matsuo Akira、Kindo Koichi、Akaki Mitsuru、Hagiwara Masayuki、Kimura Shojiro、Kimura Tsuyoshi、Motome Yukitoshi
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 99 号: 2 ページ: 024415-024415

    • DOI

      10.1103/physrevb.99.024415

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Difference in magnetic and ferroelectric properties between rhombohedral and hexagonal polytypes of AgFeO2: A single-crystal study2019

    • 著者名/発表者名
      Terada Noriki、Ikedo Yuta、Sato Hirohiko、Khalyavin Dmitry D.、Manuel Pascal、Orlandi Fabio、Tsujimoto Yoshihiro、Matsushita Yoshitaka、Miyake Atsushi、Matsuo Akira、Tokunaga Masashi、Kindo Koichi
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 99 号: 6

    • DOI

      10.1103/physrevb.99.064402

    • 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] Unusual magnetoelectric memory and polarization reversal in the kagome staircase compound Ni3V2O82018

    • 著者名/発表者名
      Liu Y. J.、Wang J. F.、He Z. Z.、Lu C. L.、Xia Z. C.、Ouyang Z. W.、Liu C. B.、Chen R.、Matsuo A.、Kohama Y.、Kindo K.、Tokunaga M.
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 97 号: 17 ページ: 1744291-1744296

    • DOI

      10.1103/physrevb.97.174429

    • 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] Magnetic structural unit with convex geometry: A building block hosting an exchange-striction-driven magnetoelectric coupling2018

    • 著者名/発表者名
      Kenta Kimura, Yasuyuki Kato, Kunihiko Yamauchi, Atsushi Miyake, Masashi Tokunaga, Akira Matsuo, Koichi Kindo, Mitsuru Akaki, Masayuki Hagiwara, Shojiro Kimura, Masayuki Toyoda, Yukitoshi Motome, and Tsuyoshi Kimura
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Mater.

      巻: 2 号: 10 ページ: 104415-104415

    • DOI

      10.1103/physrevmaterials.2.104415

    • 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] 室温マルチフェロイック物質ビスマスフェライトの電気磁気効果2018

    • 著者名/発表者名
      河智史朗、 三宅厚志、 徳永将史、 伊藤利充
    • 雑誌名

      固体物理

      巻: 53 ページ: 61-70

    • NAID

      40021480888

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Successive field-induced transitions in BiFeO3 around room temperature2017

    • 著者名/発表者名
      Kawachi Shiro、Miyake Atsushi、Ito Toshimitsu、Dissanayake Sachith E.、Matsuda Masaaki、Ratcliff William、Xu Zhijun、Zhao Yang、Miyahara Shin、Furukawa Nobuo、Tokunaga Masashi
    • 雑誌名

      Physical Review Materials

      巻: 1 号: 2

    • DOI

      10.1103/physrevmaterials.1.024408

    • NAID

      130006710196

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Magnetoelectric Behavior from the S=1/2 Asymmetric Square Cupolas2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Kato, K. Kimura, A. Miyake, M. Tokunaga, A. Matsuo, K. Kindo, M. Akaki, M. Hagiwara, M. Sera, T. Kimura, and Y. Motome
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett

      巻: 118 号: 10 ページ: 1076011-5

    • DOI

      10.1103/physrevlett.118.107601

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] パルス磁場中での誘電率測定2019

    • 著者名/発表者名
      三宅厚志, 木村健太, 三田村裕幸, 木村剛, 徳永将史
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] BiFeO3における傾角反強磁性相の新奇電気分極2019

    • 著者名/発表者名
      河智史朗, 木下雄斗, 三宅厚志, 伊藤利充, 宮原慎, 山浦淳一, 徳永将史
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] パルス強磁場下超音波計測によるBa2CuGe2O7の四極子-歪み相互作用2019

    • 著者名/発表者名
      栗原綾佑, 三宅厚志, 徳永将史, 赤木暢, 萩原政幸, 桑原英樹
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Magnetic and electric control of chiral spin texture in multiferroic BiFeO32018

    • 著者名/発表者名
      M. Tokunaga
    • 学会等名
      Research in High Magnetic Field 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] 極性キラル磁性体Ni2InSbO6における磁気相図2017

    • 著者名/発表者名
      荒木勇介、阿部伸行、佐藤樹、木村尚次郎、徳永将史、徳永祐介、有馬孝尚
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] BiFeO3の室温付近における磁場誘起逐次相転移2017

    • 著者名/発表者名
      河智史朗、三宅厚志、伊藤利充、松田雅昌、宮原慎、古川信夫、徳永将史
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 室温マルチフェロイックBiFeO3単結晶の磁気ドメインの性質2017

    • 著者名/発表者名
      伊藤利充、尾崎康子、富岡泰秀、松田雅昌、徳永将史、木下雄斗、宮本辰也、貴田徳明、岡本博
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 正四角台塔系における磁気秩序の多極子分解と電気磁気応答2017

    • 著者名/発表者名
      加藤康之、木村健太、三宅厚志、徳永将史、松尾晶、金道浩一、赤木暢、萩原政幸、世良正一、木村剛、求幸年
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] Magnetic and electric control of multiferroic properties in monodomain crystals of BiFeO32017

    • 著者名/発表者名
      M. Tokunaga
    • 学会等名
      APS March meeting 2017
    • 発表場所
      New Orleans, USA
    • 年月日
      2017-03-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Magnetoelectric effects in Ba2CuGe2O7 beyond the saturation field2017

    • 著者名/発表者名
      M. Tokunaga, Y. Sato, A. Miyake, M. Akaki, M. Hagiwara, and H. Kuwahara
    • 学会等名
      The 9th APCTP Workshop on Multiferroics
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The magnetoelectric effect in bismuth ferrite around room temperature2017

    • 著者名/発表者名
      S. Kawachi, A. Miyake, T. Ito, S. Miyahara, M. Matsuda, W. Ratcliff II, and M. Tokunaga
    • 学会等名
      The 9th APCTP Workshop on Multiferroics
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マルチフェロイックBiFeO3 の新奇磁場誘起相2017

    • 著者名/発表者名
      河智史朗、伊藤利充、宮原慎、松田雅昌、三宅厚志、徳永将史
    • 学会等名
      強磁場コラボラトリーが拓く未踏計測領域への挑戦と物質・材料科学の最先端
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Field-induced changes in various properties of BiFeO3 crystals grown by the LD-FZ method2017

    • 著者名/発表者名
      S. Kawachi, K. Akiba, A. Miyake, T. Ito, Y. Nakanishi, M. Yoshizawa, and M. Tokunaga
    • 学会等名
      SCES2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] S=1/2正方晶カイラル反強磁性体A(TiO)Cu4(PO4)4(A = Ba, Sr)の強磁場中物性2016

    • 著者名/発表者名
      世良正一、木村健太、赤木暢、萩原政幸、三宅厚志、徳永将史、松尾晶、金道浩一、中野岳仁、野末泰夫、木村剛
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 反強磁性カイラル正四角台塔系(A(TiO)Cu4(PO4)4(A=Ba, Sr))の磁化曲線と電気磁気効果2016

    • 著者名/発表者名
      加藤康之、木村健太、三宅厚志、徳永将史、松尾晶、金道浩一、赤木暢、萩原政幸、世良正一、木村剛、求幸年
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 強磁場下におけるBa2CuGe2O7の電気磁気効果2016

    • 著者名/発表者名
      徳永将史、佐藤由昌、赤木暢、三宅厚志
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 三方晶c軸に垂直な電場による単結晶BiFeO3の抵抗メモリー効果2016

    • 著者名/発表者名
      河智史朗、伊藤利充、三宅厚志、徳永将史
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 四面体磁性鎖を持つ Cu3Mo2O9 の「磁歪プラトー」2016

    • 著者名/発表者名
      黒江晴彦、江袋佑太、長谷正司、河智史朗、徳永将史、岡邦彦、伊藤利充、永崎洋
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] Magnetic and electric control of transverse electric polarization in BiFeO32016

    • 著者名/発表者名
      M. Tokunaga, S. Kawachi, A. Miyake, and T. Ito
    • 学会等名
      Multiferroic & Magnetoelectric Materials, Gordon Research Conference
    • 発表場所
      Bates College, USA
    • 年月日
      2016-08-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2022-02-21  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi