大型不斉無機キラル磁性単結晶によるキラル磁気ダイナミクスの観測（国際共同研究強化）

• 研究課題/領域番号: 16KK0102
• 研究種目: 国際共同研究加速基金（国際共同研究強化）
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 大阪府立大学 (2020); 岡山大学 (2017); 広島大学 (2016)
• 研究代表者: 高阪 勇輔 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (60406832)
• 研究期間 (年度): 2017 – 2020
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 13,780千円 (直接経費: 10,600千円、間接経費: 3,180千円)
• キーワード: 結晶成長 / 磁性

研究成果の概要

キラリティ (カイラリティ) とはギリシア語で掌を意味し、右手と左手の関係のように鏡像関係を示し、対掌体と呼ばれる。キラリティという概念は有機化学の分野では大変重要な研究対象であるが、キラルな空間群を有する無機化合物は天然には稀にしか存在しない上、結晶構造キラリティの制御及び単結晶試料の大型化が困難であることが問題となっている。
本研究では、無機キラル磁性体の結晶構造キラリティが制御可能な大型不斉単結晶育成手法の確立、キラル磁性体で形成が期待されているキラルソリトン格子の実験的検証を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

多くのキラル無機化合物はラセミ双晶を形成すると考えられており、研究の対象とならなかった。本研究で提案された新規不斉結晶育成手法によりこれらの物質も研究対象となる。よって、多彩な物性が期待されているキラル磁性体における物性観測の為の基礎となることが期待される。

研究成果

• [国際共同研究] ネール研究所(フランス) (2017)
• [国際共同研究] サラゴサ大学(スペイン) (2017)
• [雑誌論文] Controlling avalanche soliton nucleation in a chiral soliton lattice on a monoaxial chiral magnet CrNb3S6 by dynamic strain (2021)
  • 著者名/発表者名: Ohkuma M.、Mito M.、Kousaka Y.、Akimitsu J.、Kishine J.、Inoue K.
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 118 号: 13 ページ: 132404-132404
  • DOI: 10.1063/5.0040327
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formations of Narrow Stripes and Vortex?Antivortex Pairs in a Quasi-Two-Dimensional Ferromagnet K2CuF4 (2021)
  • 著者名/発表者名: Togawa Yoshihiko、Akashi Tetsuya、Kasai Hiroto、Paterson Gary W.、McVitie Stephen、Kousaka Yusuke、Shinada Hiroyuki、Kishine Jun-ichiro、Akimitsu Jun
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 90 号: 1 ページ: 014702-014702
  • DOI: 10.7566/jpsj.90.014702
  • NAID: 210000158710
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Soliton locking phenomenon over finite magnetic field region in the monoaxial chiral magnet CrNb3S6 (2020)
  • 著者名/発表者名: Ohkuma M.、Mito M.、Kousaka Y.、Tajiri T.、Akimitsu J.、Kishine J.、Inoue K.
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 117 号: 23 ページ: 232403-232403
  • DOI: 10.1063/5.0028910
  • 査読あり
• [雑誌論文] 無機キラル磁性体の不斉結晶育成を目指して ―結晶学的・磁気的キラリティの制御及びその観測― (2020)
  • 著者名/発表者名: 髙阪勇輔
  • 雑誌名: 固体物理 巻: 55 ページ: 659-668
  • 査読あり
• [雑誌論文] Topological metastability supported by thermal fluctuation upon formation of chiral soliton lattice in CrNb3S6 (2020)
  • 著者名/発表者名: Honda T.、Yamasaki Y.、Nakao H.、Murakami Y.、Ogura T.、Kousaka Y.、Akimitsu J.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 10 号: 1 ページ: 18596-18596
  • DOI: 10.1038/s41598-020-74945-6
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Current-induced bulk magnetization of a chiral crystal CrNb3S6 (2020)
  • 著者名/発表者名: Nabei Yoji、Hirobe Daichi、Shimamoto Yusuke、Shiota Kohei、Inui Akito、Kousaka Yusuke、Togawa Yoshihiko、Yamamoto Hiroshi M.
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 117 号: 5 ページ: 052408-052408
  • DOI: 10.1063/5.0017882
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spontaneous magnetostriction effects in the chiral magnet CrNb3S6 (2020)
  • 著者名/発表者名: Tajiri Takayuki、Mito Masaki、Kousaka Yusuke、Akimitsu Jun、Kishine Jun-ichiro、Inoue Katsuya
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 102 号: 1 ページ: 014446-014446
  • DOI: 10.1103/physrevb.102.014446
  • 査読あり
• [雑誌論文] Momentum-Dependent Magnon Lifetime in the Metallic Noncollinear Triangular Antiferromagnet CrB2 (2020)
  • 著者名/発表者名: Park Pyeongjae、Park Kisoo、Kim Taehun、Kousaka Yusuke、Lee Ki Hoon、Perring T.?G.、Jeong Jaehong、Stuhr Uwe、Akimitsu Jun、Kenzelmann Michel、Park Je-Geun
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 125 号: 2
  • DOI: 10.1103/physrevlett.125.027202
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Chirality-Induced Spin-Polarized State of a Chiral Crystal CrNb3S6 (2020)
  • 著者名/発表者名: Inui Akito、Aoki Ryuya、Nishiue Yuki、Shiota Kohei、Kousaka Yusuke、Shishido Hiroaki、Hirobe Daichi、Suda Masayuki、Ohe Jun-ichiro、Kishine Jun-ichiro、Yamamoto Hiroshi M.、Togawa Yoshihiko
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 124 号: 16 ページ: 166602-166602
  • DOI: 10.1103/physrevlett.124.166602
  • 査読あり
• [雑誌論文] Small Angle Neutron Scattering Study near Critical Field at Low Temperature in MnSi (2020)
  • 著者名/発表者名: K. Ohishi, Y. Kousaka, S. Iwasaki, J. Akimitsu, J. Camo, and V. Laliena
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Conf. Proc. 巻: 33
  • DOI: 10.7566/jpscp.33.011060
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] キラル磁性体CrTa3S6におけるキラル磁気ソリトン格子の観測 (2021)
  • 著者名/発表者名: 髙阪勇輔, 水谷圭吾, 戸川欣彦
  • 学会等名: 強磁場環境利用研究センター主催 第1回MPMS3利用成果発表会
  • 招待講演
• [学会発表] Growth crystals in inorganic chiral materials (2021)
  • 著者名/発表者名: 髙阪勇輔
  • 学会等名: 豊田理研特定課題研究 2020年度 オンライン研究会 (2020年度ファイナル)
  • 招待講演
• [学会発表] ミュオンスピン回転法によるMnSiのB相 (2021)
  • 著者名/発表者名: 大石一城, 高阪勇輔, 岩崎賢, 秋光純, J. Campo, V. Laliena, 大隈理央, 美藤正樹, Yipeng Cai, Sungwon Yoon, 小嶋健児
  • 学会等名: 日本物理学会2021年年次大会
• [学会発表] カイラル磁性体CrNb3S6におけるスピン輸送測定 (2021)
  • 著者名/発表者名: 鈴木将太, 佐々木壱晟, 太田智陽, 川原遼馬, 谷口祐紀, 荒川智紀, 乾皓人, 島本雄介, 高阪勇輔, 戸川欣彦, 小林研介, 新見康洋
  • 学会等名: 日本物理学会2021年年次大会
• [学会発表] キラル磁性体CrNb3S6サブミリサイズ結晶における動的構造変調効果 (2021)
  • 著者名/発表者名: 大隈理央, 美藤正樹, 高阪勇輔, 秋光純, 岸根順一郎, 井上克也
  • 学会等名: 日本物理学会2021年年次大会
• [学会発表] キラル磁性体CrNb3S6における磁気共鳴特性 (2021)
  • 著者名/発表者名: 松島陽介, 島本雄介, 長谷川達哉, 髙阪勇輔, 戸川欣彦
  • 学会等名: 日本物理学会2021年年次大会
• [学会発表] Growth crystals and films in inorganic chiral materials (2020)
  • 著者名/発表者名: 髙阪勇輔
  • 学会等名: 豊田理研特定課題研究 2020年度 夏の研究会
  • 招待講演
• [学会発表] 偏極中性子を用いたキラル磁性体の磁気構造研究 (2020)
  • 著者名/発表者名: 髙阪勇輔, J. Campo, 加倉井和久, 秋光純
  • 学会等名: 物性研短期研究会 中性子散乱研究の現状とJRR-3再稼働後の展望
  • 招待講演
• [学会発表] 無機キラル磁性体におけるキラリティ制御手法の確立 (2020)
  • 著者名/発表者名: 高阪勇輔
  • 学会等名: 第8回大阪府立大学TT-netワークショップ
• [学会発表] キラルソリトン格子の磁気共鳴特性 (2020)
  • 著者名/発表者名: 島本雄介, Francisco Goncalves, 髙阪勇輔, 戸川欣彦
  • 学会等名: 日本物理学会2020年秋季大会
• [学会発表] カイラル磁性体CrNb3S6薄膜における逆スピンホール効果の観測 (2020)
  • 著者名/発表者名: 佐々木壱晟, 太田智陽, 川原遼馬, 谷口祐紀, 荒川智紀, 乾皓人, 島本雄介, 高阪勇輔, 戸川欣彦, 小林研介, 新見康洋
  • 学会等名: 日本物理学会2020年秋季大会
• [学会発表] 三角格子反強磁性体CsCuCl3における磁場誘起量子相転移の圧力依存性 (2020)
  • 著者名/発表者名: 二本木克旭, 田原大夢, 木田孝則, 鳴海康雄, J. Zaccaro, 井上克也, 高阪勇輔, 萩原政幸
  • 学会等名: 日本物理学会2020年秋季大会
• [学会発表] 三角格子反強磁性体CsCuCl3の高圧下強磁場ESR II (2020)
  • 著者名/発表者名: 櫻井敬博, 大久保晋, 太田仁, 山本大輔, 上床美也, 田中秀数, 世良文香, 高阪勇輔, 秋光純, 世良正文, 井上克也
  • 学会等名: 日本物理学会2020年秋季大会
• [学会発表] キラル結晶CrNb3S6における電流誘起磁性 (2020)
  • 著者名/発表者名: 鍋井庸次, 廣部大地, 島本雄介, 塩田航平, 乾皓人, 高阪勇輔, 戸川欣彦, 山本浩史
  • 学会等名: 日本物理学会2020年秋季大会
• [産業財産権] 単結晶育成方法 (2020)
  • 発明者名: 髙阪勇輔, 戸川欣彦
  • 権利者名: 大阪府立大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2020-147618
  • 出願年月日: 2020