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スピン流でプローブする鉄系超伝導体の電子ネマティック秩序

公募研究

研究領域量子液晶の物性科学
研究課題/領域番号 22H04464
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東京大学

研究代表者

塩見 雄毅  東京大学, 大学院総合文化研究科, 准教授 (10633969)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2023年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2022年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワード鉄系超伝導 / スピン流 / ネマティック秩序 / BKT転移
研究開始時の研究の概要

スピン流のスピン偏極の向きは周波数の低い磁気ゆらぎにより乱される性質をもつ。本研究では、鉄カルコゲナイド超伝導体で発現する電子ネマティック秩序に対して、スピン流を磁気プローブとして低エネルギーの磁気ゆらぎを実験的に明らかにする。スピン流という新たな磁気プローブを用いることで、これまで行われてきたNMRや非弾性中性子散乱による磁気ゆらぎの測定結果を補完して、電子ネマティック秩序の起源に迫る。

研究実績の概要

本研究課題では、申請者が得意とするスピン流計測技術を用いて、鉄カルコゲナイド超伝導体の常伝導状態の特徴である電子ネマティック相の起源について磁性の観点から迫ることを主目的としたが、それに加えて新学術領域内の人脈を活かし、その他の様々な物質で発現するネマティック秩序に手を広げ、スピン流をプローブとした実験研究を広く展開した。
主目的であるFeSe超伝導体における研究は、研究協力者である前田京剛研究室(東大総合文化)から引き続き複数の試料を提供を受け、研究代表者である塩見雄毅の研究室で計測実験を行った。昨年度の研究において磁気抵抗の角度依存性にFeSe特有の物性が見られる可能性が出てきたため、今年度はNIMSとの共同研究を開始し、低温磁場下での詳細な磁気抵抗の角度依存性の測定を行った。興味深い結果が得られてきているが、試料の劣化等の本質的ではない原因との切り分けを目指して継続して研究を進めている。試料提供者が同じ学科に所属しているという強みを生かして密に連携をとりながら、研究を進めている。
さらに、本新学術領域メンバーである佐藤氏(千葉大)と兼ねてから共同研究を進めてきた低次元磁性体におけるスピン流研究にも大きな進展があった。研究代表者の研究室でBKT候補物質BaNi2V2O8単結晶を作製し、スピンゼーベック効果を用いてスピン流特性を調べた。結果として、磁気転移温度以上の高温の広い温度領域においてもスピン流が生成されることを見出し、佐藤氏(千葉大)らの理論と比較検討することで、低次元磁性体特有の強いスピンゆらぎが関係していることを見出した。本成果は論文としてまとめ投稿した。

現在までの達成度 (段落)

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Surface anisotropic magnetoresistance in the antiferromagnetic semiconductor <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>Cr</mml:mi><mml:msub><mml:mi>Sb</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math>2023

    • 著者名/発表者名
      Kurea Nakagawa, Motoi Kimata, Tomoyuki Yokouchi, Yuki Shiomi
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 107 号: 18 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1103/physrevb.107.l180405

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Piezoelectric Effect in 2H and 3R phases of a-In2Se32023

    • 著者名/発表者名
      K. Ueda, R. Murata, T. Sasagawa, and Y. Shiomi
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 62 号: 6 ページ: 61006-61006

    • DOI

      10.35848/1347-4065/acdc72

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Amorphous Ferromagnetic Metal in van der Waals Materials2023

    • 著者名/発表者名
      Zhang Siyue、Harii Kazuya、Yokouchi Tomoyuki、Okayasu Satoru、Shiomi Yuki
    • 雑誌名

      Advanced Electronic Materials

      巻: 10 号: 2 ページ: 2300609-2300609

    • DOI

      10.1002/aelm.202300609

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Modulation of spin Hall magnetoresistance in α-Fe2O3/Pt by uniaxial tensile strain2023

    • 著者名/発表者名
      Matsuki Junnosuke、Yokouchi Tomoyuki、Shiomi Yuki
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 16 号: 12 ページ: 123001-123001

    • DOI

      10.35848/1882-0786/ad0db7

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Trapping and manipulating skyrmions in two-dimensional films by surface acoustic waves2023

    • 著者名/発表者名
      Miyazaki Yu、Yokouchi Tomoyuki、Shiomi Yuki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 号: 1 ページ: 1922-1922

    • DOI

      10.1038/s41598-023-29022-z

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Giant Magnetochiral Anisotropy in Weyl Semimetal WTe2 Induced by Diverging Berry Curvature2023

    • 著者名/発表者名
      Yokouchi Tomoyuki、Ikeda Yuya、Morimoto Takahiro、Shiomi Yuki
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 130 号: 13 ページ: 136301-136301

    • DOI

      10.1103/physrevlett.130.136301

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phase-change control of anomalous Hall effect in ferromagnetic MnBi thin films2022

    • 著者名/発表者名
      Zhang Siyue、Miyazaki Yu、Yokouchi Tomoyuki、Shiomi Yuki
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 121 号: 26 ページ: 262402-262402

    • DOI

      10.1063/5.0121284

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Reconfigurable single-material Peltier effect using magnetic phase junctions2022

    • 著者名/発表者名
      Yuki Shiomi
    • 学会等名
      Young Research Leaders Group Workshop: Spins, Orbits, Charges, and Heat in Magnets
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] 新・物性物理入門2023

    • 著者名/発表者名
      塩見雄毅
    • 総ページ数
      216
    • 出版者
      朝倉書店
    • ISBN
      9784254131499
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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