| 研究課題/領域番号 |
19K03752
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 明治大学 |
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研究代表者 |
楠瀬 博明 明治大学, 理工学部, 専任教授 (00292201)
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| 研究分担者 |
速水 賢 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (20776546)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 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: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 多極子基底 / スピン軌道物性 / 交差相関応答 / マテリアルデザイン / 反強磁性 / 拡張多極子 / 完全基底 / 第一原理計算 / 機械学習 / 異常ホール効果 / 多極子 / 奇パリティ多極子 / 創発スピン軌道相互作用 / トロイダル秩序 / 電流磁気応答 / スピン軌道相互作用 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
固体結晶中の多様な秩序を電子多極子の秩序として整理することにより、交差相関物性の理解が大きく進展してきた。本研究は、従来とは逆にスピン軌道相互作用が弱い物質群を対象として、多極子の秩序が有効的なスピン軌道相互作用を創出する機構と、それによって産み出される新しいスピン軌道物性を開拓することである。(I) 映進や螺旋対称性を有する系の磁気的秩序によって生じる有効的なスピン軌道相互作用の発現機構の解明、(II) 創発的なスピン軌道相互作用による新しい型のスピン軌道物性(対称スピン分裂、縦スピン流など)の予測、(III) 電気的秩序による類似の創発現象の探索、を柱とした理論的な研究を行う。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、物質固有のスピン軌道相互作用ではなく、ある結晶構造と磁気秩序によって生じる創発スピン軌道相互作用の発現機構と条件を明らかにし、新たな交差相関物性を開拓するものである。コリニア磁気秩序、ノンコリニア磁気秩序のそれぞれの場合について、スピン分裂が生じるクラスターユニットの対称性を明らかにし、スピン流生成、異常量子ホール効果に不可欠な微視的要素等を同定した。また、あらゆる電子ハミルトニアンを対称性に基づいて基底分解するアプリケーションを開発し、線形・非線形応答関数の発現に不可欠な微視的パラメータを抽出する方法を考案した。本研究の成果は「交替磁性」と呼ばれる世界的な新潮流に波及している。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
軽元素を含む化合物においてもスピン軌道相互作用に由来する多彩な交差相関応答が期待できることを示した。また、その系統的な分析方法を整備した本研究の成果は、物質の機能性と結晶構造の対称性を系統的に結びつけており、マテリアルデザインの分野に新しい方法論を提供するという意義がある。また、強磁性体に比べて応用的視点の乏しかった反強磁性体が、特徴的な結晶構造と結びつくだけで、多機能性を有することを知らしめたという社会的意義がある。
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