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CaBaCo4O7における単ドメイン結晶作成とパルス強磁場測定

研究課題

研究課題/領域番号 19K03745
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分13030:磁性、超伝導および強相関系関連
研究機関神戸大学 (2020-2021)
大阪大学 (2019)

研究代表者

赤木 暢  神戸大学, 分子フォトサイエンス研究センター, 助手 (60610904)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードマルチフェロイック / 強磁場 / 電子スピン共鳴 / 磁気フラストレーション / パルス強磁場 / 磁性
研究開始時の研究の概要

磁性と誘電性が強く結びついているマルチフェロイック物質では、電磁波の入射方向によってその透過光強度が大きく異なる方向二色性など、特異な磁気誘電特性を示し、基礎・応用研究両面から注目を集めている。本研究で注目したCaBaCo4O7は、反転対称性を破った結晶構造を持つ磁性体であり、磁性と誘電性は強く相関している。さらに強い磁気フラストレーションも観測されており、その磁性と誘電性に関心が持たれている。本研究では、「強フラストレート極性磁性体CaBaCo4O7における磁気誘電特性の解明」と「60T超に発現が期待される新規相の観測」を目的とし、単ドメイン単結晶の作成およびパルス強磁場測定を行う。

研究成果の概要

強フラストレート磁性体CaBaCo4O7の磁性について、パルス強磁場を用いた実験から研究を行った。モノドメイン結晶試料の作成と強磁場電子スピン共鳴測定の高度化を両輪として進めた。特に、強磁場・多周波電子スピン共鳴測定の開発を進め、電場印加電子スピン共鳴測定の実現やパルス強磁場電子スピン共鳴測定の感度向上など、測定技術を発展させた。発展した強磁場電子スピン共鳴実験は、当該研究対象物質以外の磁性体への利用も進め、多くの研究成果が得られた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の成果である強磁場電子スピン共鳴実験の高度化は、当該研究対象物質のみならず、数多くの磁性体研究への利用が期待できる。スピン状態を微視的に観察できる手法は限られており、50テスラという強磁場領域で実験できるものは、ほかにはない。電子スピン共鳴実験に使用する電磁波が次世代無線通信への利用が予定されているテラヘルツ領域であることも含め、今後さらなる発展が期待できる。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 3件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 3件、 招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Optical selection rules of the magnetic excitation in the S=1/2 one-dimensional Ising-like antiferromagnet BaCo2V2O82022

    • 著者名/発表者名
      S. Kimura, H. Onishi, A. Okutani, M. Akaki, Y. Narumi, M. Hagiwara, K. Okunishi, K. Kindo, Z. He, T. Taniyama, M. Itoh
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 105 号: 1 ページ: 014417-014417

    • DOI

      10.1103/physrevb.105.014417

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Relief of spin frustration through magnetic anisotropy in the quasi-one-dimensional S=1/2 antiferromagnet Na2CuSO4Cl22022

    • 著者名/発表者名
      Fujihala M.、Sakuma Y.、Mitsuda S.、Nakao A.、Munakata K.、Mole R. A.、Yano S.、Yu D. H.、Takehana K.、Imanaka Y.、Akaki M.、Okubo S.、Ohta H.
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 105 号: 14 ページ: 144410-144410

    • DOI

      10.1103/physrevb.105.144410

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Nonreciprocal linear dichroism observed in electron spin resonance spectra of the magnetoelectric multiferroic Pb(TiO)Cu4(PO4)42021

    • 著者名/発表者名
      Akaki Mitsuru、Kimura Kenta、Kato Yasuyuki、Sawada Yuya、Narumi Yasuo、Ohta Hitoshi、Kimura Tsuyoshi、Motome Yukitoshi、Hagiwara Masayuki
    • 雑誌名

      Physical Review Research

      巻: 3 号: 4

    • DOI

      10.1103/physrevresearch.3.l042043

    • NAID

      120007181720

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Hepta-coordinated Ni(ii) assemblies ? structure and magnetic studies2021

    • 著者名/発表者名
      Reczynski Mateusz、Akaki Mitsuru、Fukuda Takamitsu、Sawada Yuya、Nishii Kengo、Hagiwara Masayuki、Nitek Wojciech、Sieklucka Barbara、Nowicka Beata
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: 50 号: 15 ページ: 5251-5261

    • DOI

      10.1039/d1dt00479d

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Low-energy magnetic excitations in the mixed spin-(12,52) chain2020

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi H.、Iwasaki Y.、Kono Y.、Okita T.、Matsuo A.、Akaki M.、Hagiwara M.、Hosokoshi Y.
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 102 号: 6

    • DOI

      10.1103/physrevb.102.060408

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of a Neutral Mononuclear Four-Coordinate Co(II) Complex Having Two Halved Phthalocyanine Ligands That Shows Slow Magnetic Relaxations under Zero Static Magnetic Field2019

    • 著者名/発表者名
      Ishizaki Toshiharu、Fukuda Takamitsu、Akaki Mitsuru、Fuyuhiro Akira、Hagiwara Masayuki、Ishikawa Naoto
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 58 号: 8 ページ: 5211-5220

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.9b00286

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] パルス強磁場を用いた電気磁気効果の研究2022

    • 著者名/発表者名
      赤木暢
    • 学会等名
      日本物理学会 第77回年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ESR用試料回転プローブの開発と擬一次元反強磁性体BaCo2V2O8のESR角度依存性測定2022

    • 著者名/発表者名
      菊田朋生, 木田孝則, 赤木暢, 奥谷顕, 谷口一也, 鳴海康雄, 萩原政幸
    • 学会等名
      日本物理学会 第77回年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Polarity dependence of change in electric polarization (magnetization) induced by magnetic (electric) fields in CaBaM4O7(M=Co, Fe) single crystals2021

    • 著者名/発表者名
      T. Shirasaki, H. Endo, M. Noda, M. Akaki, H. Kuroe, and H. Kuwahara
    • 学会等名
      INTERMAG 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Pulsed High-field ESR Study of Elecrtomagnons in Multiferroic Sr2CoSi2O72021

    • 著者名/発表者名
      M. Akaki, Y. Narumi, H. Ohta, and M. Hagiwara
    • 学会等名
      ISMAR-APNMR2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] パルス強磁場電子スピン共鳴によるスピン多極子の観測2021

    • 著者名/発表者名
      赤木暢
    • 学会等名
      日本物理学会2021年秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] CaBaM4O7+δ(M = Co, Fe)の双晶構造と酸素量の制御2021

    • 著者名/発表者名
      白崎巧, 遠藤颯, 松田啓汰, 小原啓輔, 赤木暢, 黒江晴彦, 桑原英樹
    • 学会等名
      日本物理学会2021年秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Sr2CoSi2O7における2マグノンと3マグノン2021

    • 著者名/発表者名
      赤木暢
    • 学会等名
      第16回量子スピン系研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Pulsed high-field ESR in multiferroic akermanite materials2021

    • 著者名/発表者名
      M. Akaki, Y. Narumi, H. Ohta, and M. Hagiwara
    • 学会等名
      The 8th International Workshop on Far-Infrared Technologies (IW-FIRT 2021)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] パルス強磁場ESRの偏光角度依存性測定プローブの開発Ⅱ2021

    • 著者名/発表者名
      西井健剛, 赤木暢, 鳴海康雄, 金道浩一, 萩原政幸
    • 学会等名
      日本物理学会 第76回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ABaM4O7(A=(Ca,Sr), M=(Co,Fe,Mn))における電気磁気特性2021

    • 著者名/発表者名
      白崎巧, 遠藤颯, 松田啓太, 赤木暢, 黒江晴彦, 桑原英樹
    • 学会等名
      日本物理学会 第76回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] CuFeO2における圧力下電子スピン共鳴2020

    • 著者名/発表者名
      赤木暢, 櫻井敬博, 安谷佳将, 竹原良祐, 木田孝則, 森川悦司, 鳴海康雄, 萩原政幸, 金道浩一, 木村尚次郎, 大久保晋, 太田仁
    • 学会等名
      日本物理学会2020年秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] マルチフェロイックSr2CoSi2O7におけるESR方向二色性2020

    • 著者名/発表者名
      赤木暢, 鳴海康雄, 萩原政幸, 太田仁
    • 学会等名
      電子スピンサイエンス学会2020(SEST2020)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] パルス強磁場ESRにおけるSr2CoSi2O7のテラヘルツ波方向二色性2019

    • 著者名/発表者名
      赤木暢, 鳴海康雄, 萩原政幸
    • 学会等名
      日本物理学会2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] パルス強磁場を用いた物性研究2019

    • 著者名/発表者名
      赤木暢
    • 学会等名
      パルス強磁場を用いた物性研究
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Sr2CoSi2O7におけるパルス強磁場ESR の方向二色性2019

    • 著者名/発表者名
      赤木暢, 鳴海康雄, 萩原政幸
    • 学会等名
      物性研短期研究会/強磁場科学研究会 強磁場コラボラトリーによる強磁場科学の新展開~光科学との融合も視野にいれて~
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 赤木暢ホームページ

    • URL

      https://sites.google.com/view/mitsuru-akaki

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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