| 研究課題/領域番号 |
15104006
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
五神 真 東京大学, 大学院工学系研究科, 教授 (70161809)
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| 研究分担者 |
宮野 健次郎 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (90167677)
永長 直人 東京大学, 大学院工学系研究科, 教授 (60164406)
十倉 好紀 東京大学, 大学院工学系研究科, 教授 (30143382)
鹿野田 一司 東京大学, 大学院工学系研究科, 教授 (20194946)
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| キーワード | 強相関電子系 / 遷移金属酸化物 / 非線形光学効果 / 電荷秩序 / 量子位相 / 異常ホール効果 / 時間分解磁気光学分光 / 磁場誘起強誘電分極フロップ |
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| 研究概要 |
固体の多体電子間相互作用に注目し、磁性と光学応答の結合などによる、特異な機能の発現を引き出すことを目的として、物質設計、光機能の増強、外場による物質相の切り替えなどの観点から、新しいデバイスの原理を探る研究をメンバーの連携の下に進めている。
光特異機能探索:強磁性物質に強い光パルスを照射すると、テラヘルツ電磁波が放射されることを強磁性半導体GaMnAs、マンガン酸化物において観測した。放射は磁化に追随することを確認し、外部磁場によってテラヘルツ放射を制御することが可能であることを確認した。また、人工キラルナノ構造を利用した、偏光制御素子の研究を開始し、強磁性材料の利用について検討をすすめた。(五神)
薄膜デバイス検討:明瞭な1次相転移が見られる(110)基板上に作製したMn酸化物薄膜の転移の機構を明らかにする研究を進めた。(1)軌道放射光を使った共鳴X線回折により、相転移が格子の変形を伴うものであることを証明し、薄膜においても構造相転移制御が実現可能であることを示した。(2)光誘起金属・絶縁体転移を示す系において、巨視的な相分離状態が非常に広い温度範囲で発生していることを見出した。これらは、これまで考慮の範囲外の現象であり、薄膜のデバイス化において重要な意味を持つ。(宮野)
スピン流制御理論:スピン流の概念の拡張として、以下の研究成果を得た。1.半導体において磁性不純物を導入したとき、伝導電子のスピン流がそのダイナミックスに与える影響を調べ、カオスを含む多彩な現象を見出した。2.スピンホール絶縁体によるスピン流、スピン密度生成を電極や不純物の効果を取り入れて定量的に評価した。3.スパイラル磁性体においてスピン流による電気分極生成機構を提案し、実験的にも確認されるに至った。(永長)
対称性制御:時空反転対称性の破れを利用して磁性強誘電体における巨大な電気磁気効果および光学的電気磁気効果を探索してきた。磁性強誘電体RMnO_3、RMn2O_5(R:希土類元素)のバンド幅を系統的に制御した単結晶試料を合成し、電気磁気効果の測定を通してこれらの系の電気磁気相図を明らかにするとともに、低磁場での強誘電相転移の制御に成功した。RMnO_3に関しては磁場中での放射光X線散乱の実験を通して、強誘電性出現のミクロなメカニズムを明らかにした。(十倉)
分子系量子相制御:昨年度までの研究により、三角格子を有する有機モット絶縁体のスピンは量子融解したいわゆるスピン液体であることが分かったが、本年度、この系に圧力を印加する実験を行った結果、バンド幅制御により、スピン液体は高温でフェルミ液体に、低温でナイトシフト変化の極めて小さな異常超伝導相に隣接することが明らかになった。(鹿野田)
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