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2017 年度 実施状況報告書

磁気空間対称性が保護する軌道秩序相の隠れた電子状態特性の理論研究

研究課題

研究課題/領域番号 15K17713
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

鈴木 通人  国立研究開発法人理化学研究所, 創発物性科学研究センター, 研究員 (10596547)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
キーワード反強磁性 / トポロジー / 多極子 / 第一原理計算
研究実績の概要

平成29年度は、平成28年度までに実施した研究成果で得られた知見を反強磁性相で生じる様々な現象の研究に応用し、多くの研究成果を創出している。
反強磁性体Mn3Snの反強磁性相の研究では、実験グループと共同で時間反転の破れが生み出す特異なバンド縮退点(ワイル点)の同定に成功し、Nature Materials誌に論文を出版(Kuroda, Suzuki et al., Nat. Mater. 16, 1090 (2017))、また、同反強磁性相の大きな異常ネルンスト効果の起源を調べ、Nature Physics誌に論文を出版している(Ikhlas, Suzuki et al., Nat. Phys. 13, 1085 (2017))。さらに、それまでの研究で提案したクラスター多極子理論を反強磁性体の磁気光学カー効果の研究に適用し、実験で観測される磁気光学カー効果と磁気八極子の関係を明らかにし、Nature Photonics誌に論文を出版している(Higo, Suzuki et al., Nat. Photonics 12, 73 (2018))。
また、第一原理計算による多極子理論研究の包括的な解説記事として、鈴木通人、五宝健、播磨尚朝、固体物理 52, 683 (2017)とMichi-To Suzuki, Hiroaki Ikeda, Peter M. Oppeneer, J. Phys Soc. Jpn. 87, 041008 (2018)の2点を出版している他、反強磁性相におけるフェルミ面の研究(Pourret, Suzuki et al., J. Phys. Soc. Jpn. 86, 084702 (2017))やYb系化合物の電子状態研究(Yamaoka, Suzuki et al., Sci. Rep. 7, 5846 (2017))を実施し論文を出版している。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

平成28年度までの研究で提案した反強磁性秩序の磁気構造とトポロジー構造に関する理論は、実験グループとの共同研究によって反強磁性相の多くの特異な物性現象の説明に適用できることが明らかになり、平成29年度には高い評価を受けた研究として、Nature Materials誌、Nature Physics誌, Nature Photonics誌などの学術誌に成果が出版されている。また、本研究課題を通して、反強磁性構造の秩序パラメータ理論として提案したクラスター多極子理論に関する解説記事、国内誌の固体物理の解説記事とJournal of the Physical Society of Japanのレビュー論文として、それぞれ1編ずつ出版しており、理論の普及も当初の予定より大幅に進んでいると言える。

今後の研究の推進方策

これまでに、本研究プロジェクトで提案した磁気構造を体系的に特徴づける秩序パラメータ(クラスター多極子)を応用することで、反強磁性相の物性現象について様々な研究成果を挙げている。本研究課題の実施期間の最終年度である平成30年度は、引き続き、実験グループとの共同研究などを通して、本研究プロジェクトでこれまでに提案してきた理論の普及を図り、反強磁性秩序下で生じる異常熱ホール効果や軌道磁気モーメントにまで研究対象を広げて、対称性やトポロジー構造との関わりを調べていく。また、本研究プロジェクトの集大成として、磁気秩序相の持つ対称性と電子構造のトポロジー構造についての見解を得るため、反強磁性相のスピン分布やトポロジー構造について、より詳しい解析を実施し、研究成果をまとめる。

次年度使用額が生じた理由

本研究予算から支出する国内、及び国外出張旅費が予定より少額で済んだため。次年度は研究成果発表が多くなることが見込まれるため、次年度使用額を国内外旅費の補填に使用する他、助成金は研究資料や計算シミュレーションの解析に必要なソフトウェアの購入に使用する。

  • 研究成果

    (29件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 4件、 招待講演 8件) 備考 (5件)

  • [国際共同研究] CEA/LNCMI/CNRS(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      CEA/LNCMI/CNRS
  • [国際共同研究] Nat. Inst. of Stand. and Tech./Brookhaven National Laboratory/Cond. Mat. Theo. Cent. Joint Quant. Ins.(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Nat. Inst. of Stand. and Tech./Brookhaven National Laboratory/Cond. Mat. Theo. Cent. Joint Quant. Ins.
    • 他の機関数
      6
  • [国際共同研究] Uppsala University(スウェーデン)

    • 国名
      スウェーデン
    • 外国機関名
      Uppsala University
  • [国際共同研究] HPSTAR(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      HPSTAR
  • [国際共同研究] Helm.-Zent. Berlin fur Mater. und Energ.(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      Helm.-Zent. Berlin fur Mater. und Energ.
  • [国際共同研究]

    • 他の国数
      4
  • [雑誌論文] Large magneto-optical Kerr effect and imaging of magnetic octupole domains in an antiferromagnetic metal2018

    • 著者名/発表者名
      Higo Tomoya、Man Huiyuan、Gopman Daniel B.、Wu Liang、Koretsune Takashi、van ’t Erve Olaf M. J.、Kabanov Yury P.、Rees Dylan、Li Yufan、Suzuki Michi-To、Patankar Shreyas、Ikhlas Muhammad、Chien C. L.、Arita Ryotaro、Shull Robert D.、Orenstein Joseph、Nakatsuji Satoru
    • 雑誌名

      Nature Photonics

      巻: 12 ページ: 73~78

    • DOI

      10.1038/s41566-017-0086-z

  • [雑誌論文] First-principles Theory of Magnetic Multipoles in Condensed Matter Systems2018

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Michi-To、Ikeda Hiroaki、Oppeneer Peter M.
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 87 ページ: 041008~041008

    • DOI

      10.7566/JPSJ.87.041008

  • [雑誌論文] Fermi Surfaces in the Antiferromagnetic, Paramagnetic and Polarized Paramagnetic States of CeRh2Si2 Compared with Quantum Oscillation Experiments2017

    • 著者名/発表者名
      Pourret Alexandre、Suzuki Michi-To、Morales Alexandra Palaccio、Seyfarth Gabriel、Knebel Georg、Aoki Dai、Flouquet Jacques
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 86 ページ: 084702~084702

    • DOI

      10.7566/JPSJ.86.084702

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Pressure-induced anomalous valence crossover in cubic YbCu5-based compounds2017

    • 著者名/発表者名
      Yamaoka Hitoshi、Tsujii Naohito、Suzuki Michi-To、Yamamoto Yoshiya、Jarrige Ignace、Sato Hitoshi、Lin Jung-Fu、Mito Takeshi、Mizuki Jun’ichiro、Sakurai Hiroya、Sakai Osamu、Hiraoka Nozomu、Ishii Hirofumi、Tsuei Ku-Ding、Giovannini Mauro、Bauer Ernst
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 ページ: 5846/1-6

    • DOI

      10.1038/s41598-017-06190-3

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Large anomalous Nernst effect at room temperature in a chiral antiferromagnet2017

    • 著者名/発表者名
      Ikhlas Muhammad、Tomita Takahiro、Koretsune Takashi、Suzuki Michi-To、Nishio-Hamane Daisuke、Arita Ryotaro、Otani Yoshichika、Nakatsuji Satoru
    • 雑誌名

      Nature Physics

      巻: 13 ページ: 1085~1090

    • DOI

      10.1038/NPHYS4181

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evidence for magnetic Weyl fermions in a correlated metal2017

    • 著者名/発表者名
      Kuroda K.、Tomita T.、Suzuki M.-T.、Bareille C.、Nugroho A. A.、Goswami P.、Ochi M.、Ikhlas M.、Nakayama M.、Akebi S.、Noguchi R.、Ishii R.、Inami N.、Ono K.、Kumigashira H.、Varykhalov A.、Muro T.、Koretsune T.、Arita R.、Shin S.、Kondo Takeshi、Nakatsuji S.
    • 雑誌名

      Nature Materials

      巻: 16 ページ: 1090~1095

    • DOI

      10.1038/NMAT4987

  • [雑誌論文] 多極子伝導系の第一原理計計算ー局在多極子からクラスター多極子ー2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木通人, 五宝健, 播磨尚朝
    • 雑誌名

      固体物理

      巻: 52 ページ: 683~12316;695

  • [学会発表] クラスター多極子理論の応用2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木通人
    • 学会等名
      新学術領域研究「J-Physics: 多極子伝導系の物理」トピカルミーティング 「どう創る?:キラル磁性体 と拡張多極子」
    • 招待講演
  • [学会発表] クラスター多極子による反強磁性相の巨視的秩序パラメータ2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木通人
    • 学会等名
      J-Physics:多極子伝導系の物理平成29年度領域全体会議
    • 招待講演
  • [学会発表] 固体中の多極子自由度の第一原理計算による研究2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木通人
    • 学会等名
      日本物理 学会第73回年次大会
    • 招待講演
  • [学会発表] クラスター多極子理論に基づく反強磁性体の非対角応答現象 の物質設計2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木通人
    • 学会等名
      J-Physicsトピカルミーティング「局在多極子と伝導電子の相関 による新現象」
    • 招待講演
  • [学会発表] Cluster multipole theory for anomalous Hall effect in antiferromagnets2017

    • 著者名/発表者名
      Michi-To Suzuki
    • 学会等名
      Interdisciplinary Symposium on Modern Density Functional Theory (iDFT)
    • 国際学会
  • [学会発表] Cluster multipole theory for anomalous Hall effect in antiferromagnets2017

    • 著者名/発表者名
      Michi-To Suzuki
    • 学会等名
      Spin-orbit interaction and G-factor (SOIG2017)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Cluster multipole theory for anomalous Hall effect in antiferromagnets2017

    • 著者名/発表者名
      Michi-To Suzuki
    • 学会等名
      International Conference on Strongly Correlate Electron Systems (SCES2017)
    • 国際学会
  • [学会発表] 結晶構造における多極子・トロイダル磁気構造の生成手法と 非対角応答現象の研究2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木通人
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
  • [学会発表] Cluster multipole theory for macroscopic magnetization of antiferromagnetism: Application to anomalous Hall effect and recent progress2017

    • 著者名/発表者名
      Michi-To Suzuki
    • 学会等名
      International Workshop on Multipole Physics and Related Phenomena
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 多極子理論とデータ科学の融合による磁性体の物質設計2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木通人
    • 学会等名
      ポ スト新物質開発のための戦略会議
    • 招待講演
  • [学会発表] 多極子理論とデータ科学の融合による物質設計2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木通人
    • 学会等名
      さきがけ研究領域「理論・実験・計算科学とデータ科学が連携・融合し た先進的マテリアルズインフォマティクスのための基盤技術の構築」平成29 年度 第5回領域会議
    • 招待講演
  • [備考]

    • URL

      http://micsu138.web.fc2.com/Papers.html

  • [備考]

    • URL

      https://researchmap.jp/read0119130/?lang=japanese

  • [備考]

    • URL

      https://www.researchgate.net/profile/Michi_To_Suzuki

  • [備考]

    • URL

      http://www.researcherid.com/rid/G-6298-2013

  • [備考]

    • URL

      https://orcid.org/0000-0002-1283-7604

URL: 

公開日: 2018-12-17   更新日: 2022-02-21  

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