| 研究課題/領域番号 |
21H04437
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(A)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
中区分13:物性物理学およびその関連分野
|
|---|
| 研究機関 | 東京大学 |
|---|
研究代表者 |
有田 亮太郎 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (80332592)
|
|---|
| 研究分担者 |
鈴木 通人 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (10596547)
袖山 慶太郎 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 統合型材料開発・情報基盤部門, グループリーダー (40386610)
是常 隆 東北大学, 理学研究科, 教授 (90391953)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2021-04-05 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
42,510千円 (直接経費: 32,700千円、間接経費: 9,810千円)
2023年度: 10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円)
2022年度: 14,300千円 (直接経費: 11,000千円、間接経費: 3,300千円)
2021年度: 18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
|
|---|
| キーワード | 第一原理計算 / 磁気構造予測 / 機能磁性体探索 / 異常ホール効果 / 異常ネルンスト効果 / スピン結晶群 / トンネル磁気効果 / ハイスループット計算 / 異常ホール高価 / 反強磁性体 / 物質設計 / トンネル磁気抵抗 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
クラスター多極子理論をハイスループット計算と組み合わせ、社会に革新をもたらす機能反強磁性体の探索・設計を行う。さらに探し出された機能磁性体についてデバイスへの応用を視野にいれた詳細な計算を行い、エレクトロニクス、スピントロニクスに続くマルチポロニクスの確立を目指す。
探索対象物質の磁気構造がわかっていない場合がほとんどであるため、結晶構造の情報だけを使って磁気構造を予測することから始める。磁気構造が定まったものから輸送係数などの応答関数の計算を自動実行し、マルチポロニクス材料候補となる物質について低電流による高速スピン反転や高速磁壁運動などの可能性を視野にいれた計算を行う。
|
| 研究成果の概要 |
クラスター多極子理論を反強磁性体の磁気構造予測に応用し、第一原理ハイスループット計算と組み合わせて、機能性反強磁性体の探索・設計を行った。三つの鉄、マンガン、コバルトの化合物については実際に合成が行われ、異常横伝導を示すことが確認された。このほか、反強磁性体における電流による磁化反転やトンネル磁気抵抗効果の理論研究が行われた。また、スピン軌道相互作用による拘束条件を考慮しないスピン空間群に注目し、非自明な磁気構造によって駆動される物性を簡便に同定する手法を開発した。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
磁気転移を起こすことが知られている物質は数多くあるものの、磁気構造まで明らかになっている物質は限られている。実験的にも磁気構造の決定は難しい問題であるし、理論的にも与えられた結晶構造に対して、どのような磁気構造が実現するかを予言するには膨大な計算コストがかかる。本研究では効率的な磁気構造予測の方法を開発し、第一原理ハイスループット計算と組み合わせることで異常横伝導を示す反強磁性体の探索に成功した。この取り組みは今後社会に変革をもたらす磁性体の設計につながる重要な一歩となることが期待される。
|
