新磁性分野の創生:キラル磁性体に関する企画調査

• 研究課題/領域番号: 17634009
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 企画調査
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 井上 克也 広島大学, 大学院・理学研究科, 教授 (40265731)
• 研究分担者: 菊地 耕一 首都大学東京, 都市教養学部理工学系, 助教授 (40177796) ; 岸根 順一郎 九州工業大学, 工学部, 助教授 (80290906) ; 有馬 孝尚 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (90232066) ; 秋光 純 青山学院大学, 理工学部, 教授 (80013522) ; 岩村 秀 日本大学, 大学院・総合科学研究科環境科学専攻, 教授 (10011496)
• 研究期間 (年度): 2005
• 研究課題ステータス: 完了 (2005年度)
• 配分額: 3,100千円 (直接経費: 3,100千円); 2005年度: 3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
• キーワード: 磁気キラリティ / 結晶のキラリティ / キラル磁性体 / 不斉磁気二色性 / キラル磁気構造 / 透明分子磁性体 / キラル磁気ダイナミックス / コニカルスピン

研究概要

分子性固体では、「柔軟な分子・結晶構造設計にもとづく磁気環境制御」が容易に推進できる。本研究計画では、「キラル分子・磁性・光」をキーワードとし、理論、実験両面からキラル磁気環境の発現機構・意義を解明し、基礎理論を打ち立てるとともに特異な磁気光学効果の機構を確立する。このため、物理・化学、理論・実験の壁を積極的に取り払った広く深い研究連携体制を整え、新磁性分野の確立を目指す。このような連携は、現在のところ我が国でのみ可能なものである。この連携を活かし、未来のIT産業を支える光アイソレータ、信号分波器、超高密度磁気光記録デバイス等への応用・磁気光エレクトロニクスに基礎研究の立場で貢献することも目指して研究者の連携を図ることを目的とした。本研究計画では研究目的に従い以下のように研究体制を整え、研究者相互の研究方法、進めかたに関する以下の議論を密に行う。
・不斉磁気光学効果(井上、岸根、有馬、中村、秋田)
光学活性とファラデー効果の両方を備えるキラル磁性体、強誘電強磁性体に特有の効果で、今まで透明な分子強磁性体、分子フェリ磁性体で確認されたことがないため、理論、実験系が密に議論する必要がある。測定手法、必要機器、分子設計等について議論を行う。
・キラル磁気構造(井上、菊地、岸根、秋光、大隅、細越)
キラル磁気構造の観測・決定は、基礎科学的にキラル磁性体の最も重要な特徴であり、観測例はもとより、理論的考察もほとんどなされていない。しかしながらキラル磁性体の持つ非対称な電場によって、キラル磁気構造をとる可能性が高い。理論、実験系が測定手法、必要機器、分子設計等について密に議論する。
・キラル磁気ダイナミックス(井上、菊地、岸根、山田、坂井、藤山、細越)
キラル磁性体で予測していなかった特徴的に見られる遅い磁化ダイナミックスを観測している。このダイナミクスは、コニカルスピンオーダーの反転に伴うものと考えられ、この予測が正しければ、新しい物理現象として興味が持たれる。この現象に関しても、理論家との議論を重ねることにより、解明して行く。
また、7月にメンバー全員と他の研究者を加えて研究会を開き、全体として深く議論を進めた。その結果数多くの共同研究がスタートしている。