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2018 年度 実績報告書

電気磁気効果測定を用いた量子スピン系の強磁場物性研究

研究課題

研究課題/領域番号 16K05413
研究機関東京大学

研究代表者

徳永 将史  東京大学, 物性研究所, 准教授 (50300885)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードマルチフェロイクス
研究実績の概要

本課題を通じて研究してきたBiFeO3に関しては、我々が強磁場下で見出した新たな電気分極成分に関する注目が増してきたため、その詳細な研究を優先して行った。特に弱強磁性と強誘電性が共存する傾角反強磁性相における電気磁気結合の有無の解明が重要であったため、それを解明すべく回転プローブを用いた電気磁気効果の磁場方位依存性を詳細に調べた。その結果観測された強誘電分極の磁場方位依存性や、サイクロイド相から傾角反強磁性相への相転移で電気分極が倍増する振る舞いに対して、微視的理論に基づく説明を行った。これらの結果は物理学会で口頭発表するとともに、現在論文として投稿中である。強磁性磁気モーメントと強誘電分極の直接的な結合は、マルチフェロイック物質に関する研究者の間で長年の目標とされてきた主題である。本研究ではその目標に向けた一つの回答を示している。
また本課題のもう一つの中心物質であるBa2CuGe2O7に対しては、スピン飽和後も観測される電気磁気効果の起源を明らかにするため、微小な構造変化に敏感である超音波の測定を行った。その結果はヴァンブレック常磁性の異方的な効果によって、銅イオンと酸素イオンの軌道混成が変化している様子を捉えている。この内容に関しても物理学会での口頭発表を行い、論文としても投稿準備中である。
これら以外の物質についても様々な量子スピン磁性体の電気磁気効果に関する国内および国際共同研究を行い、そのうちいくつかの成果について論文で発表している。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] Huazhong University(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      Huazhong University
  • [雑誌論文] Magnetoelectric behavior from cluster multipoles in square cupolas: Study of Sr(TiO)Cu4(PO4)4 in comparison with Ba and Pb isostructurals2019

    • 著者名/発表者名
      Kato Yasuyuki、Kimura Kenta、Miyake Atsushi、Tokunaga Masashi、Matsuo Akira、Kindo Koichi、Akaki Mitsuru、Hagiwara Masayuki、Kimura Shojiro、Kimura Tsuyoshi、Motome Yukitoshi
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 99 ページ: 024415/1-12

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.99.024415

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Difference in magnetic and ferroelectric properties between rhombohedral and hexagonal polytypes of AgFeO2: A single-crystal study2019

    • 著者名/発表者名
      Terada Noriki、Ikedo Yuta、Sato Hirohiko、Khalyavin Dmitry D.、Manuel Pascal、Orlandi Fabio、Tsujimoto Yoshihiro、Matsushita Yoshitaka、Miyake Atsushi、Matsuo Akira、Tokunaga Masashi、Kindo Koichi
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 99 ページ: 064402/1-11

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.99.064402

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Unusual magnetoelectric memory and polarization reversal in the kagome staircase compound Ni3V2O82018

    • 著者名/発表者名
      Liu Y. J.、Wang J. F.、He Z. Z.、Lu C. L.、Xia Z. C.、Ouyang Z. W.、Liu C. B.、Chen R.、Matsuo A.、Kohama Y.、Kindo K.、Tokunaga M.
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 97 ページ: 174429/1-6

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.97.174429

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Magnetic structural unit with convex geometry: A building block hosting an exchange-striction-driven magnetoelectric coupling2018

    • 著者名/発表者名
      Kimura Kenta、Kato Yasuyuki、Yamauchi Kunihiko、Miyake Atsushi、Tokunaga Masashi、Matsuo Akira、Kindo Koichi、Akaki Mitsuru、Hagiwara Masayuki、Kimura Shojiro、Toyoda Masayuki、Motome Yukitoshi、Kimura Tsuyoshi
    • 雑誌名

      Physical Review Materials

      巻: 2 ページ: 104415/1-12

    • DOI

      10.1103/PhysRevMaterials.2.104415

    • 査読あり
  • [学会発表] パルス磁場中での誘電率測定2019

    • 著者名/発表者名
      三宅厚志, 木村健太, 三田村裕幸, 木村剛, 徳永将史
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
  • [学会発表] BiFeO3における傾角反強磁性相の新奇電気分極2019

    • 著者名/発表者名
      河智史朗, 木下雄斗, 三宅厚志, 伊藤利充, 宮原慎, 山浦淳一, 徳永将史
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
  • [学会発表] パルス強磁場下超音波計測によるBa2CuGe2O7の四極子-歪み相互作用2019

    • 著者名/発表者名
      栗原綾佑, 三宅厚志, 徳永将史, 赤木暢, 萩原政幸, 桑原英樹
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
  • [学会発表] Magnetic and electric control of chiral spin texture in multiferroic BiFeO32018

    • 著者名/発表者名
      M. Tokunaga
    • 学会等名
      Research in High Magnetic Field 2018
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2019-12-27  

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