| 研究課題/領域番号 |
19H00650
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分13:物性物理学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
中辻 知 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (70362431)
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| 研究分担者 |
松永 隆佑 東京大学, 物性研究所, 准教授 (50615309)
是常 隆 東北大学, 理学研究科, 准教授 (90391953)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
46,540千円 (直接経費: 35,800千円、間接経費: 10,740千円)
2021年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
2020年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
2019年度: 27,040千円 (直接経費: 20,800千円、間接経費: 6,240千円)
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| キーワード | ワイル磁性体 / トポロジー / 異常ホール効果 / 異常ネルンスト効果 / ワイル半金属 / 磁気メモリ / 電流書き込み / スピン軌道トルク / ピエゾ磁気効果 / 量子スピンアイス / 量子相転移 / 電気磁気効果 / 磁気光学カー効果 / フラストレート磁性 / ラッティンジャー半金属 / ワイル磁性体」 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
強相関電子系において実現したトポロジカルな量子相「ワイル磁性体」は、新しい量子機能を提供する革新的な物質群として注目される。ここでは、研究代表者らが世界に先駆けて開発したワイル反強磁性体や強磁性体等に着目し、その電気磁気応答を決める電子相関、乱れ、量子相転移、界面等の効果についての研究を通してその発現機構の解明を行い、この電気磁気応答と新しいスピントロニクス機能の制御のための学理構築を行う。
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| 研究成果の概要 |
カイラル反強磁性体Mn3X (X = Sn,Ge) におけるワイルフェルミオンの検証を多角的に行い、カイラル異常やプラナーホール効果による磁気輸送特性の解明、薄膜デバイスにおける電流磁化反転の実現、歪みによるピエゾ磁気効果、テラヘルツ光による超高速ダイナミクスの解明などの成果が得られた。またハイスループット第一原理計算を用いて物質探索の効率化を行い、その結果ノーダルウェブ半金属Fe3X (X = Ga, Al)、CoMnSbなど巨大異常ネルンスト効果を示す物質の発見に繋がった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
これまでのスピントロニクスデバイスは強磁性体が主流であったが、漏れ磁場が小さく高速化のポテンシャルを持つ反強磁性体に期待が高まっている。本研究成果は反強磁性体でありながら強磁性と同等の機能をもつワイル磁性体Mn3X (X = Sn,Ge) の物性を多角的に明らかにしており、次世代の情報処理デバイスへの大きな一歩となる。さらに安価な鉄系材料での異常ネルンスト効果の発見は熱電応用研究を加速させ、実際に様々な産学連携へと繋がっている。
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