| 研究概要 |
(1) 「極性磁性体における電気磁気効果」
結晶構造が極性を持つ磁性体の『電気磁気効果』について調べた. ペロブスカイト型酸化物と低次元なモデル系について、電気分極を人為的に発生させ、コリニアな磁気構造で磁化方向を変化させて、スピン軌道相互作用を含んだベリー位相法による電気分極の第一原理計算をおこない、次のことを明らかにした。(i)磁化の方向を変化させることで電気分極が変化すること
(ii)低次元系ではスピンスパイラル磁気構造ではピッチ方向とその他の方向では化学結合的な環境が異なり、スパイラル磁気構造の違いで電気分極を生ずる
(2) 「人工超格子の計算物質設計と軌道モーメントの電気分極への影響」
LaAlO_3/LaMO_3(M=Ti, VCr, Mn, Fe)のペロブスカイト型の人工超格子を設計、ノンコリニア磁性を考慮し、スピン軌道相互作用を含んだベリー位相法による電気分極の第一原理計算をおこなった。Cr, Mn, Fe系については, スピン軌道相互作用起源の異方的交換歪みをを示し、局所スピンの外積に比例する電気分極が生じることが解った。一方で、Ti, V, 系についてはd1, d2電子系であり, 軌道モーメントが生じた効果により、単純に局所スピンの外積に比例しないことが明らかになった。
(3) 「スピン軌道相互作用・ノシコリニア磁性と電子状態」
マルチフェロイック系におけるスピン軌道相互作用・ノンコリニア磁性に起因した電気分極の研究と関連して、他の磁性体(Mn酸化物, グラフェンナノリボン)におけるノンコリニア磁性の登現機構やノンコリニア磁性によって電子状態の変化が起こることを明らかにした。また、スピン軌道相互作用と構造の相関を明らかにする研究として、スピン軌道相互作用の強いBi薄膜について、スピン軌道相互作用を考慮した第一原理計算によって安定構造と電子状態を明らかにした。
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