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強相関電子系における動的電気磁気効果の理論的研究

研究課題

研究課題/領域番号 25287088
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 物性Ⅱ
研究機関青山学院大学

研究代表者

古川 信夫  青山学院大学, 理工学部, 教授 (00238669)

研究分担者 望月 維人  青山学院大学, 理工学部物理・数理学科, 准教授 (80450419)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2013年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
キーワード動的電気磁気効果 / スキルミオン / らせん磁性体 / キラル結晶 / 円偏光レーザー / マイクロ波素子 / 円偏光レーザ / スピン反対称相互作用 / フロケ状態 / マイクロ波整流効果
研究成果の概要

本研究はモット絶縁体を中心とした強相関電子系をとりあげ、微視的模型における電荷自由度および磁気自由度の動的応答を求める。電気磁気相互作用を理論的に探索するとともに、これらの相互作用により実現する新しい動的電気磁気現象を予言・設計することを目的とした。
このような系における電磁波による動的な電場応答と磁場応答の干渉から、方向二色性などの特異な動的応答を調べた。微視的模型から、非共線磁性体における新奇電気磁気相互作用を導いた。動的電気磁気現象を起こす新奇スピン構造としてスキルミオン相をとりあげ、その性質を調べ、スピン構造制御について議論した。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (41件)

すべて 2016 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (14件) (うち国際共著 2件、 査読あり 13件、 謝辞記載あり 9件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 4件、 招待講演 18件) 図書 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Microwave Magnetochiral Effect in Cu2OSeO32015

    • 著者名/発表者名
      M. Mochizuki
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 114 号: 19

    • DOI

      10.1103/physrevlett.114.197203

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Magnetoelectric domain control in multiferroic TbMnO32015

    • 著者名/発表者名
      M. Matsubara, T. Kimura et al.
    • 雑誌名

      Science

      巻: 348 号: 6239 ページ: 1112-1115

    • DOI

      10.1126/science.1260561

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] スキルミオンを作る・消す・動かす2015

    • 著者名/発表者名
      望月維人
    • 雑誌名

      日本磁気学会報「まぐね」

      巻: 10 ページ: 192-198

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Writing a skyrmion on multiferroic materials2015

    • 著者名/発表者名
      M. Mochizuki and Y. Watanabe
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett.

      巻: 107 号: 8

    • DOI

      10.1063/1.4929727

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Neel-type skyrmion lattice with confined orientation in the polar magnetic semiconductor GaV4S82015

    • 著者名/発表者名
      I. Kezsmarki, S. Bordács, P. Milde, E. Neuber, L. M. Eng, J. S. White, H. M. Ronnow, C. D. Dewhurst, M. Mochizuki, K. Yanai, H. Nakamura, D. Ehlers, V. Tsurkan, A. Loidl
    • 雑誌名

      Nature Materials

      巻: 14 号: 11 ページ: 1116-1122

    • DOI

      10.1038/nmat4402

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Creation of Skyrmions by Electric Field on Chiral-Lattice Magnetic Insulators2015

    • 著者名/発表者名
      M. Mochizuki
    • 雑誌名

      Advanced Electronic Materials

      巻: 1 号: 1

    • DOI

      10.1002/aelm.201500180

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Magnetic control of transverse electric polarization in BiFeO32015

    • 著者名/発表者名
      M. Tokunaga, M. Akaki, T. Ito, S. Miyahara, A. Miyake, H. Kuwahara,N. Furukawa
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 6 号: 1

    • DOI

      10.1038/ncomms5878

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Theory of magneto-optical effects in helical multiferroic materials via toroidal magnon excitation2014

    • 著者名/発表者名
      Shin Miyahara, Nobuo Furukawa
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 89 号: 19

    • DOI

      10.1103/physrevb.89.195145

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Thermally Driven Ratchet Motion of Skyrmion Microcrystal and Topological Magnon Hall Effect2014

    • 著者名/発表者名
      M. Mochizuki, X. Z. Yu, S. Seki, N. Kanazawa, W. Koshibae, J. Zang, M. Mostovoy, Y. Tokura, and N. Nagaosa
    • 雑誌名

      Nature Materials

      巻: 13 号: 3 ページ: 241-246

    • DOI

      10.1038/nmat3862

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microwave magnetoelectric effect via skyrmion resonance modes in a helimagnetic multiferroic2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Okamura, M. Kawasaki, Y. Tokura (9/9)
    • 雑誌名

      Nature Commun.

      巻: 4 号: 1 ページ: 2391-2391

    • DOI

      10.1038/ncomms3391

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Current-induced skyrmion dynamics in constricted geometries2013

    • 著者名/発表者名
      J. Iwasak, M. Mochizuki and N. Nagaosa
    • 雑誌名

      Nature. Nanotech.

      巻: 8 号: 10 ページ: 742-747

    • DOI

      10.1038/nnano.2013.176

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Spin state and spectroscopic modes of multiferroic BiFeO32013

    • 著者名/発表者名
      Randy S. Fishman, Jason T. Haraldsen, Nobuo Furukawa, S. Miyahara
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 86 号: 13

    • DOI

      10.1103/physrevb.87.134416

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Carrier multiplication and separation in systems with strong electron interaction: Photoinduced dynamics of a junction solar cell2013

    • 著者名/発表者名
      W. Koshibae, N. Furukawa, and N. Nagaosa
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 87 号: 16

    • DOI

      10.1103/physrevb.87.165126

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electromagnon in multiferroic materials with Dzyaloshinsky-Moriya-interaction-induced helical spin structure2013

    • 著者名/発表者名
      Shin Miyahara, Nobuo Furukawa
    • 雑誌名

      Journal of the Korean Physical Society

      巻: 62 号: 12 ページ: 1763-1768

    • DOI

      10.3938/jkps.62.1763

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 磁気スキルミオンが示す特異なダイナミクスの理論2016

    • 著者名/発表者名
      望月維人
    • 学会等名
      第55回化合物新磁性材料専門研究会「トポロジカルなスピンテクスチャの可視化とダイナミクス」
    • 発表場所
      東京大学浅野キャンパス情報基盤センター
    • 年月日
      2016-03-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Dynamical phenomena of magnetic skyrmions2016

    • 著者名/発表者名
      M. Mochizuki
    • 学会等名
      RIKEN CEMS Discussion Meeting ``Topological Phenomena in Noncentrosymmetric Magnets"
    • 発表場所
      理化学研究所
    • 年月日
      2016-01-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 将来の磁気デバイスを担う新しいナノ磁気構造とスピン操作の可能性 ~カイラル磁性とスピンオービトロニクスが拓く新現象~2015

    • 著者名/発表者名
      望月維人
    • 学会等名
      日本磁気学会第205回研究会/第56回スピンエレクトロニクス専門研究会(共催)
    • 発表場所
      中央大学駿河台記念館
    • 年月日
      2015-12-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Dyamics of magnetic skyrmions in multiferroics2015

    • 著者名/発表者名
      M. Mochizuki
    • 学会等名
      EMN (Energy Materials and Nanotechnology) Hong Kong Meeting
    • 発表場所
      Eaton Hotel, Kowloon, Hong Kong
    • 年月日
      2015-12-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Magneto-optical effects in multiferroic materials through non-KNB couplings2015

    • 著者名/発表者名
      N. Furukawa
    • 学会等名
      EMN (Energy Materials and Nanotechnology) Hong Kong Meeting
    • 発表場所
      Eaton Hotel, Kowloon, Hong Kong
    • 年月日
      2015-12-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] マルチフェロイックスにおける電荷・スピン・格子結合と熱揺らぎの物理2015

    • 著者名/発表者名
      望月維人
    • 学会等名
      豊田理化学研究所特定課題研究「巨大負熱膨張材料を用いた革新的熱膨張制御技術の開発」第3回研究会
    • 発表場所
      東京工業大学田町キャンパス
    • 年月日
      2015-08-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Dynamics of Skyrmions in Chiral-Lattice Magnets2015

    • 著者名/発表者名
      M. Mochizuki
    • 学会等名
      International Workshop on "Topological structures in ferroic materials"
    • 発表場所
      University of New South Wales (UNSW), Sydney, Australia
    • 年月日
      2015-05-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 三角格子磁性体CuFeO2, RbFe(MoO4)2 における電気磁気効果の理論2015

    • 著者名/発表者名
      宮原慎,古川信夫
    • 学会等名
      日本物理学会第七〇回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学早稲田キャンパス(東京都・新宿区)
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 高いデバイス機能を有するナノスケールトポロジカル磁気テクスチャの理論設計2015

    • 著者名/発表者名
      望月維人
    • 学会等名
      科学技術振興機構さきがけ研究 [平成25~28年度] 第3回領域会議 研究領域:「素材・デバイス・システム融合による革新的ナノエレクトロニクスの創成」
    • 発表場所
      神戸チサンホテル(兵庫県・神戸市)
    • 年月日
      2015-01-13 – 2015-01-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Thermally Driven Ratchet Motion of a Skyrmion Microcrystal and Topological Magnon Hall Effect2014

    • 著者名/発表者名
      M. Mochizuki
    • 学会等名
      59th Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials
    • 発表場所
      Honolulu (USA)
    • 年月日
      2014-11-03 – 2014-11-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Current-Driven Dynamics of Magnetic Skyrmions in Chiral-Lattice Magnets2014

    • 著者名/発表者名
      M. Mochizuki
    • 学会等名
      Japan-Swiss Joint Workshop ``Trends in Theory of Correlated Materials"
    • 発表場所
      青山学院大学青山キャンパス(東京都・渋谷区)
    • 年月日
      2014-10-06 – 2014-10-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Theory of antisymmetric spin-pair dependent electric polarization in multiferroics2014

    • 著者名/発表者名
      S. Miyahara
    • 学会等名
      Japan-Swiss Joint Workshop ``Trends in Theory of Correlated Materials"
    • 発表場所
      青山学院大学青山キャンパス(東京都・渋谷区)
    • 年月日
      2014-10-06 – 2014-10-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] LD-FZ法で作製したBiFeO3単結晶の強磁場電気磁気効果2014

    • 著者名/発表者名
      徳永将史,赤木暢,三宅厚志,桑原英樹,伊藤利充,宮原慎,古川信夫
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      中部大学春日井キャンパス(愛媛県・春日井市)
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] BiFeO3の磁場誘起相における電気磁気効果の理論2014

    • 著者名/発表者名
      宮原慎,古川信夫
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      中部大学春日井キャンパス(愛媛県・春日井市)
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 高いデバイス機能を有するナノスケールトポロジカル磁気テクスチャの理論設計2014

    • 著者名/発表者名
      望月維人
    • 学会等名
      科学技術振興機構さきがけ研究 [平成25~28年度] 第2回領域会議 研究領域:「素材・デバイス・システム融合による革新的ナノエレクトロニクスの創成」
    • 発表場所
      新横浜グレイスホテル(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2014-09-04 – 2014-09-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] THEORY OF MAGNETOELECTRIC EFFECTS IN MULTIFERROICS CuFeO2 AND BiFeO32014

    • 著者名/発表者名
      S. Miyahara, N. Furukawa
    • 学会等名
      27th International Conference on Low Temperature Physics
    • 発表場所
      Buenos Aires (Argentina)
    • 年月日
      2014-08-06 – 2014-08-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Magnon Current-Driven Dynamics of Magnetic Skyrmions in Chiral-Lattice Magnets2014

    • 著者名/発表者名
      M. Mochizuki
    • 学会等名
      International Conference on Strongly Correlated Electron Systems
    • 発表場所
      Grenoble (France)
    • 年月日
      2014-07-07 – 2014-07-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] カイラル絶縁磁性体における磁気スキルミオンの電場駆動・制御の理論2014

    • 著者名/発表者名
      望月維人
    • 学会等名
      日本学術振興会「産業応用をめざした新物質機能の設計と実証」に関する研究開発専門委員会
    • 発表場所
      東京大学山上会館(東京都・文京区)
    • 年月日
      2014-05-17 – 2014-05-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Current-driven dynamics of skyrmions2014

    • 著者名/発表者名
      望月維人
    • 学会等名
      Worksho on Current Driven Magnetization Dynamics
    • 発表場所
      Weetwood Hall Conference Centre, Leeds, UK
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Theory of dynamical magnetoelectric phenomena in multiferroics with noncollinear spin structures2013

    • 著者名/発表者名
      望月維人
    • 学会等名
      5th Asia Pacific Center for Theoretical Physics Workshop
    • 発表場所
      Nanyang Technical University, Singapore
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 最近のスキルミオン研究2013

    • 著者名/発表者名
      望月維人
    • 学会等名
      第3回強相関電子系理論の最前線
    • 発表場所
      勝浦観光ホテル
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Magnon and Electromagnon Excitations of BiFeO32013

    • 著者名/発表者名
      Nobuo Furukawa
    • 学会等名
      Strongly Correlated Electron Systems 2013
    • 発表場所
      東京大学本郷キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Nonreciprocal Directional Dichroism and Toroidalmagnons2013

    • 著者名/発表者名
      Nobuo Furukawa
    • 学会等名
      12nd Asia-Pacific Physics Conference
    • 発表場所
      幕張メッセ
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Dynamical MagnetoElectric Effects in Multiferroic Materials2013

    • 著者名/発表者名
      Nobuo Furukawa
    • 学会等名
      Trends in Theory of Correlated Materials 2013
    • 発表場所
      EPFL Lausanne, Switzerland
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] Skyrmions in Magnetic Materials2015

    • 著者名/発表者名
      S. Seki, M. Mochizuki
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [図書] Topological Structures in Ferroic Materials: Domain Walls, Skyrmions and Vortices2015

    • 著者名/発表者名
      M. Mochizuki 他30名
    • 総ページ数
      16
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [産業財産権] スキルミオンによるマイクロ波整流機構2013

    • 発明者名
      望月維人他
    • 権利者名
      望月維人他
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2013-240064
    • 出願年月日
      2013-11-20
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-21   更新日: 2020-05-15  

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