研究課題
特別研究員奨励費
電子スピンの空間的な配列である磁気構造のうち、非共面的な磁気構造が示すトポロジカルな性質や量子伝導現象が注目されている。非共面磁気構造の安定化機構として磁気異方性があり、磁気異方性の有無は空間反転・回転・鏡映という結晶対称性によって決まる。本研究の目的は、レーザーによる結晶対称性の低下を利用した、磁気異方性の外因的な制御理論を確立することである。また、レーザーに誘起された磁気異方性によって、非共面磁気構造を安定化および制御できる可能性を検証する。これらを達成することで、非共面磁気構造を予測するための新指針を提案する。
電子スピンの空間的な配列である磁気構造のうち、非共面的な磁気構造が示すトポロジカルな性質や量子伝導現象が注目されている。本研究の目的は、非共面磁気構造の安定化に重要な役割を果たす磁気相互作用の制御理論を確立することである。さらに、磁気相互作用を制御することで、非共面磁気構造を安定化および制御できる可能性を検証した。研究期間を通じて得られた主な研究成果を以下に示す。(1) 物質中の磁気相互作用の有無は空間反転・回転・鏡映という結晶対称性によって決まる。本研究では、レーザー照射による結晶対称性の低下を利用した磁気相互作用の制御を試みた。結果として、レーザーのもとで結晶対称性がカイラル点群や白黒磁気点群へと低下し、様々なレーザー誘起磁気相互作用が現れることを明らかにした。(2) 結果(1)で得られたレーザー誘起磁気相互作用を利用して、共線磁気構造および共面磁気構造から非共面磁気構造へ磁気構造を変化させることが可能かを検証した。結果として、カゴメ格子上の強磁性構造と120度構造にレーザーを照射することで、非共面的な構造を誘起できることを明らかにした。また、フロッケ理論を用いて、レーザーに誘起された3スピン相互作用が重要な役割を果たすことを明らかにした。(3) トポロジカルな非共面磁気構造であるスキルミオンをレーザー誘起相互作用で安定化できることを明らかにした。このとき、スキルミオンのトポロジカルな性質を、レーザーの振動数と偏光で制御できることを明らかにした。(4) 多極子自由度をレーザーによって制御できることを明らかにした。(5) DyTe3が示す非共面磁気構造の微視的な起源を明らかにした。
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Physical Review B
巻: 109 号: 6 ページ: 064428-064428
10.1103/physrevb.109.064428
Journal of the Physical Society of Japan
巻: 93 号: 4 ページ: 043702-043702
10.7566/jpsj.93.043702
arXiv:2403.06118
巻: －
arXiv:2306.04854
巻: 108 号: 6 ページ: 064420-064420
10.1103/physrevb.108.064420
