| 研究課題/領域番号 |
19H01834
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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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 |
小区分13030:磁性、超伝導および強相関系関連
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
佐藤 卓 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (70354214)
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| 研究分担者 |
那波 和宏 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (10723215)
木村 尚次郎 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (20379316)
速水 賢 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (20776546)
奥山 大輔 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (30525390)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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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 |
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2021年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2020年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2019年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
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| キーワード | 中性子散乱 / マグノン / 非相反 / 反転対称性の破れ / magnon / nonreciprocal / noncentrosymmetry / neutron scattering / electromagnetic effect |
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| 研究開始時の研究の概要 |
磁性体の秩序状態からの素励起であるマグノンはスピン流の担い手として近年大きな注目を集めている。反転対称性が破れた磁性体においてはマグノン伝播に非相反性（順方向伝播と逆方向伝播の不等価性）が予想される。この効果はマグノンスピン流の整流を可能にするなど興味深いが、バルク磁性体中のマグノンに対する実験的な検証は極めて少ない。我々は中性子非弾性散乱を駆使し反転対称性の破れた種々の強磁性体・反強磁性体における非相反マグノンを検証する。さらに外場による非相反マグノン制御の可能性を探索する。これらにより非相反マグノンとその外場制御の学理構築を目指す。
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| 研究成果の概要 |
近年、磁性体の秩序状態からの素励起であるマグノンがスピン流の担い手として注目を集めている。マグノンのスピン流応用に関しては伝播制御が課題である。本研究では中性子非弾性散乱を用いてマグノン分散関係を精密に測定することにより、マグノン非相反性（順方向伝播・逆方向伝播の非対称性）の起源解明や制御可能性探索を行った。主な研究成果として(a)量子反強磁性体α-Cu2V2O7におけるマグノン電場制御の可能性の中性子散乱および電気磁気効果測定による検証、(b) 新しい非相反マグノン候補物質の発見とその磁気対称性決定、(c) 対称異方的交換相互作用による非相反マグノン形成起源の理論提案等があげられる。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
マグノンをスピン流の担い手として利用するためにはマグノンの伝播制御が必須である。ある種の反転対称性の破れた磁性体においてはマグノン分散関係が原点に関して非対称になることが予想される。この非対称分散を利用することで非相反マグノンを実現することができる。本研究では、物質探索・単結晶育成から中性子非弾性散乱までを系統的に行うことで非相反マグノン候補物質を提案した。また、その電場制御の可能性の検証も行った。これらの成果には非相反マグノン形成の理解という学術的意義、および将来の応用に向けた社会的意義が認められる。
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