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スピンによるカイラリティの物理の探求

研究課題

研究課題/領域番号 17H04845
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 物性Ⅰ
研究機関東京大学

研究代表者

高橋 陽太郎  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (30631676)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
26,260千円 (直接経費: 20,200千円、間接経費: 6,060千円)
2018年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2017年度: 22,230千円 (直接経費: 17,100千円、間接経費: 5,130千円)
キーワード光物性 / マルチフェロイクス / テラヘルツ分光 / マルチフェロイック / 磁性体 / テラヘルツ
研究成果の概要

カイラリティは空間反転対称性の破れを示し、物理・光学・化学・生物など幅広い分野で重要な概念である。通常は化学的な結晶構造に由来して物質がカイラリティを持つ。しかし、スピンの秩序においても、カイラリティが生じ、その重要性が近年広く議論されている。本研究では、スピン構造に由来したカイラリティの基礎特性の解明、その制御などスピンを使うことで得られる自由度の開拓を目的とした。テラヘルツ帯の偏光分光を行うことで、らせん型スピン構造に由来した自然旋光性を観測することに成功した。更に、自然旋光性を指標とすることで、カイラルドメイン壁のダイナミクスの動的相転移の観測に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

カイラリティは対称性の破れを示す普遍的な概念である。一般的にはカイラリティは結晶や分子中の原子位置によって生じるが、スピン構造によっても結晶構造とは独立にカイラリティを持ちうる。スピン構造由来のカイラリティの最も基本的な特性である、自然旋光性をテラヘルツ帯のエレクトロマグノンの共鳴で観測することに成功し、カイラリティが外場で制御しうることを明らかにした。この結果はスピン由来のカイラリティの持つ基礎特性を解明しただけではなく、スピン構造特有の機能性を持ちうることを示したものである。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 5件、 招待講演 3件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Electromagnon resonance at room temperature with gigantic magnetochromism2018

    • 著者名/発表者名
      H. Shishikura, Y. Tokunaga, Y. Takahashi, R. Masuda, Y. Taguchi, Y. Kaneko, and Y. Tokura
    • 雑誌名

      PHYSICAL REVIEW APPLIED

      巻: 9 号: 4 ページ: 044033-044033

    • DOI

      10.1103/physrevapplied.9.044033

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electromagnon resonance at room temperature with gigantic magnetochromism2018

    • 著者名/発表者名
      H. Shishikura, Y. Tokunaga, Y. Takahashi, R. Masuda, Y. Taguchi, Y. Kaneko, and Y. Tokura
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Applied

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optical Magnetoelectric Resonance in a Polar Magnet (Fe,Zn)2Mo3O8 with Axion-Type Coupling2017

    • 著者名/発表者名
      T. Kurumaji, Y. Takahashi, J. Fujioka, R. Masuda, H. Shishikura, S. Ishiwata and Y. Tokura
    • 雑誌名

      PHYSICAL REVIEW LETTERS

      巻: 119 号: 7

    • DOI

      10.1103/physrevlett.119.077206

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Role of commensurability of spin order for optical magnetoelectric effect with electromagnons in multiferroic YMn2O5.2017

    • 著者名/発表者名
      R. Masuda, Y. Kaneko, Y. Yamasaki, Y. Tokura, Y. Takahashi
    • 雑誌名

      PHYSICAL REVIEW B.

      巻: 96 号: 4 ページ: 41117-41117

    • DOI

      10.1103/physrevb.96.041117

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 極性サイクロイド型磁性体における自然旋光性の観測2019

    • 著者名/発表者名
      荻野槙子, 金子良夫, 十倉好紀, 高橋陽太郎
    • 学会等名
      日本物理学会2019年春季大会、九州大学 伊都キャンパス
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] らせん磁性体におけるドメインダイナミクスの動的相転移2019

    • 著者名/発表者名
      村田大輝, 金子良夫, 十倉好紀, 高橋陽太郎
    • 学会等名
      日本物理学会2019年春季大会、九州大学 伊都キャンパス
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] らせん磁性体におけるカイラルドメインダイナミクス2019

    • 著者名/発表者名
      村田大輝, 金子良夫, 十倉好紀, 高橋陽太郎
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会、同志社大学 今出川キャンパス
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ペロブスカイト型RMnO3のエレクトロマグノンにおける巨大電気磁気光学効果の包括的研究2019

    • 著者名/発表者名
      荻野槙子, 金子良夫, 山崎裕一, 十倉好紀, 高橋陽太郎
    • 学会等名
      荻野槙子, 金子良夫, 山崎裕一, 十倉好紀, 高橋陽太郎
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Optical magnetoelectric effect with electromagnon resonance on multiferroics2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Takahashi
    • 学会等名
      LEES 2018, June 24, 2018(Ancone, Italy)
    • 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] ペロブスカイト型 RMnO3のエレクトロマグノンにおける巨大非相反複屈折の全体像2018

    • 著者名/発表者名
      荻野槙子,金子良夫,山崎裕一,十倉好紀,高橋陽太郎
    • 学会等名
      日本物理学会 2018年春季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] らせん磁性体CuO のエレクトロマグノンの電気磁気光学効果2018

    • 著者名/発表者名
      高橋陽太郎,増田亮二,金子良夫,十倉好紀
    • 学会等名
      日本物理学会 2018年春季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Terahertz magnetoelectric optics with electromagnons on helical magnets2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Takahashi
    • 学会等名
      Workshop Optomagnonics 2017
    • 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] テラヘルツ帯の新奇なスピン波共鳴の観測2017

    • 著者名/発表者名
      高橋 陽太郎
    • 学会等名
      日本放射光学会第9回若手研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] マンガン酸化物の交換歪に由来したエレクトロマグノンにおける非相反複屈折2017

    • 著者名/発表者名
      荻野槙子, 金子良夫, 十倉好紀, 高橋陽太郎
    • 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] 高温マルチフェロイックCuOのエレクトロマグノンにおける電気磁気光学効果の電場制御2017

    • 著者名/発表者名
      増田亮二, 金子良夫, 十倉好紀, 高橋陽太郎
    • 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] らせん磁性マルチフェロイクスCuFe1-xGaxO2 (x=0.035)のエレクトロマグノンにおける自然旋光性のメカニズム2017

    • 著者名/発表者名
      井口照悟, 関真一郎, 増田亮二, 十倉好紀, 高橋陽太郎
    • 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] Y型ヘキサフェライトBa2Mg2Fe12O22のエレクトロマグノンにおける巨大ファラデー効果2017

    • 著者名/発表者名
      肉倉洋恵, 石渡晋太郎, 田口康二郎, 増田亮二, 十倉好紀, 高橋陽太郎
    • 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] Gyrotropic birefringence and natural optical activity with electromagnon resonance2017

    • 著者名/発表者名
      S. Iguchi, S. Seki, Y. Tokur, Y. Takahashi
    • 学会等名
      The 9th APCTP Workshop on Multiferroics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Gyrotropic birefringence on electromagnon driven by magnetostriction in perovskite manganite2017

    • 著者名/発表者名
      M. Ogino, Y. Kaneko, Y. Tokura and Y. Takahashi
    • 学会等名
      The 9th APCTP Workshop on Multiferroics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Terahertz Faraday effect on electromagnon resonance in Y-type hexaferrite Ba2Mg2Fe12O222017

    • 著者名/発表者名
      Hiroe Shishikura, Shintaro Ishiwata, Yasujro Taguchi, Ryoji Masuda, Yoshinori Tokura, Youtarou Takahashi
    • 学会等名
      The 9th APCTP Workshop on Multiferroics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 高橋研究室ホームページ

    • URL

      http://www.qpec.t.u-tokyo.ac.jp/takahashi_lab/index.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 東京大学大学院工学系研究科量子相エレクトロニクス研究センター

    • URL

      http://www.qpec.t.u-tokyo.ac.jp/takahashi_lab/index.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 理化学研究所創発物性科学研究センター

    • URL

      http://www.cems.riken.jp/jp/laboratory/estru

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2020-03-30  

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