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超低速ミュオンをプローブとするカイラル磁性結晶のダイナミクス探索

公募研究

研究領域超低速ミュオン顕微鏡が拓く物質・生命・素粒子科学のフロンティア
研究課題/領域番号 24108506
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
研究機関放送大学

研究代表者

岸根 順一郎  放送大学, 教養学部, 教授 (80290906)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2012年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードカイラル磁性体 / スピン位相 / 非線形性 / 非対称性 / 非平衡 / ミュオン / カイラリティ / スピンダイナミクス / コヒーレンス
研究概要

超低速ミュオンが得意とする時空スケールが絡む現象の宝庫として「カイラル磁性結晶における磁気構造とダイナミクス」をテーマとする理論研究を展開する。申請者(岸根)らはこれまでに、構造カイラリティを持つ磁性結晶である「カイラル磁性結晶」を舞台とする新磁性分野を開拓してきた。水晶のようにカイラリティを持つ結晶が磁性を持つ場合、スピン・軌道相互作用に由来する弱い「ジャロシンスキー・守谷(DM)相互作用」によってスピン磁気モーメントの向きが特定の巻き方(カイラリティ)を保持して周期的に捻じれた「カイラルらせん磁気構造」が極めて安定に現れる。この状態は、スピン磁気モーメントというベクトル的自由度の「位相変調」が結晶の構造カイラリティ(カイラル対称性の破れ)によってマクロスケールで保持された非整合磁気秩序であり、その空間周期は数百オングストロームに達する。さらに、カイラルらせん磁気構造に0.1テスラ程度の弱磁場を印加すると磁気構造の空間周期を無限大 (試料サイズ) まで周期的に変調することができる。これがカイラル磁性体に特有の「カイラルソリトン格子(CSL)」と呼ばれるスピンの非線形位相構造(スピンテクスチャ)である。本研究では、次世代大容量省電力情報ストレージ技術との繋がりを見据え、「超低速ミュオンをプローブとするカイラル磁性結晶のダイナミクス探索」を通してミュオンが物質機能を探究する上で極めて重要なプローブであることを例示した。特に,有限サイズのカイラル磁性体におけるトポロジカルな磁化跳躍現象の発見が顕著な成果である.

現在までの達成度 (区分)
理由

25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

25年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Topological magnetization jumps in a confined chiral soliton lattice2014

    • 著者名/発表者名
      J. Kishine, I. G. Bostrem, A. S. Ovchinnikov, and Vl. E. Sinitsyn
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 89 号: 1 ページ: 14419-14424

    • DOI

      10.1103/physrevb.89.014419

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The effect of doping a molecular spin ladder with non-magnetic impurities2013

    • 著者名/発表者名
      S. Nishihara, X. Zhang, K. Kunishio, K. Inoue, XM. Ren, T. Akutagawa, J. Kishine, M. Fujisawa, A. Asakura, S. Okubo, H. Ohta, T. Nakamura
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: 42 号: 43 ページ: 15263-15266

    • DOI

      10.1039/c3dt52249k

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Generation of spin motive force in a soliton lattice2013

    • 著者名/発表者名
      A. S. Ovchinnikov, V. E. Sinitsyn, I. G. Bostrem and J. Kishine
    • 雑誌名

      Journal of Experimental and Theoretical Physics

      巻: 116 号: 5 ページ: 791-795

    • DOI

      10.1134/s1063776113050221

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interlayer Magnetoresistance due to Chiral Soliton Lattice Formation in Hexagonal Chiral Magnet CrNb3S62013

    • 著者名/発表者名
      Togawa Y, Kousaka Y, Nishihara S, Inoue K, Akimitsu J, Ovchinnikov AS, Kishine J
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 111 号: 19 ページ: 197204-197208

    • DOI

      10.1103/physrevlett.111.197204

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Multiple spectra of electron spin resonance in chiral molecule-based magnets networked by a single chiral ligand2013

    • 著者名/発表者名
      M. Mito, T. Naga-no, K. Tsuruta, H. Deguchi, S. Takagi, J. Kishine, Y. Yoshida and K. Inoue
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 114 号: 13 ページ: 133901-133905

    • DOI

      10.1063/1.4821245

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Generation of spin-motive force in the soliton lattice2013

    • 著者名/発表者名
      A. S. Ovchinnikov, Vl. E. Sinitsyn, I. G. Bostrem, J. Kishine
    • 雑誌名

      Journal of Experimental and Theoretical Physics

      巻: 143 ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Coherent sliding dynamics and spin motive force driven by crossed magnetic fields in chiral helimagnet2012

    • 著者名/発表者名
      Jun-ichiro Kishine, I. G. Bostrem, A. S. Ovchinnikov, and Vl. E. Sinitsyn
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 86 号: 21 ページ: 214426-214437

    • DOI

      10.1103/physrevb.86.214426

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetic diagnostics using the third-harmonic magnetic response for a molecule-based magnet networked by a single chiral ligand2012

    • 著者名/発表者名
      M.Mito, K.Iriguchi1, H. Degu chi, J.Kishine, Y.Yoshida, K.Inoue
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 111 号: 10 ページ: 103914-103920

    • DOI

      10.1063/1.4721806

    • NAID

      120005198251

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] カイラル磁性体におけるソリトン格子の電気力学2013

    • 著者名/発表者名
      岸根順一郎
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      広島
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Magnetic textures and electron transport in chiral helimagnets2012

    • 著者名/発表者名
      Jun-icihro Kishine
    • 学会等名
      19th International Conference on Magnetism
    • 発表場所
      釜山(韓国)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 有限サイズカイラル磁性体における磁化のトポロジカル量子化

    • 著者名/発表者名
      岸根順一郎,I. G. Bostrem,A. S. Ovchinnikov,Vl. E. Sinitsyn
    • 学会等名
      日本物理学会 第69回年次大会
    • 発表場所
      東海大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] カイラル磁性体スピンダイナミクスの実験検出についての理論

    • 著者名/発表者名
      岸根順一郎,Alexander Ovchinnikov
    • 学会等名
      日本物理学会 2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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