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2022 年度 実績報告書

X線磁気イメージングと物性の同時測定による微小磁気構造体の外場応答の研究

研究課題

研究課題/領域番号 19H01835
研究機関東京大学

研究代表者

有馬 孝尚  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (90232066)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワード磁気イメージング / 磁気相制御
研究実績の概要

共鳴X線散乱法や磁気円二色性を用いた微小磁気構造観測に関して引き続き磁気スキルミオン系を中心に研究を遂行した。正方晶の金属間化合物EuAl4については低温での磁場掃引に伴って、らせん磁性がまず磁気スキルミオン菱形格子に移行し、その後、正方格子へと変化する様子が見られていたが、磁気反射と基本反射の両方を放射光で測定することにより、菱形格子相が大きな直方晶歪を伴っていることが明らかになった。その他、EuZnGe、DyTe3といった希土類化合物において共鳴X線磁気散乱実験を行うことで、磁気構造の決定に成功した。また、同じく磁気スキルミオンを相を有するGd2PdSi3においてSiの一部をGeに置換していった場合のPd,Si,Geの配置がどのように変化していくのかを散乱実験とモデルシミュレーションによって理解した。
マルチフェロイック物質CaBaCo4O7については、すでに、狭い温度範囲においてではあるが、巨大な電気磁気効果を示すことが明らかになっていたが、Coの一部をNiで置換することにより、巨大な電気磁気効果の出現温度範囲が拡大できることを発見した。ゼロ磁場の熱平衡状態であるフェリ磁性がわずか1%程度のNi部分置換により反強磁性相へと変化していることを中性子散乱法によって明らかにした。
また、メリライト型構造をとるいくつかのマルチフェロイック関連物質について元素部分置換を行い、Ba2(Co,Zn)Ge2O7における磁場誘起の反強磁性-常磁性-反強磁性転移、Ba2FeSi2O7における反強磁性-反強磁性転移など、新規の磁場誘起相転移の開拓に成功した。

現在までの達成度 (段落)

令和4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

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 2件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Magnetic-Field-Induced Antiferromagnetic-Antiferromagnetic Phase Transition in Quasi-Two-Dimensional Multiferroic Material Ba2FeSi2O72023

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Yoshito、Gen Masaki、Kurumaji Takashi、Tokunaga Yusuke、Arima Taka-hisa
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 92 ページ: 014701/1-6

    • DOI

      10.7566/JPSJ.92.014701

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Polarized neutron scattering study of the centrosymmetric skyrmion host material Gd2PdSi32023

    • 著者名/発表者名
      Ju Jiwon、Saito Hiraku、Kurumaji Takashi、Hirschberger Max、Kikkawa Akiko、Taguchi Yasujiro、Arima Taka-hisa、Tokura Yoshinori、Nakajima Taro
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 107 ページ: 024405/1-7

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.107.024405

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rhombic skyrmion lattice coupled with orthorhombic structural distortion in EuAl42023

    • 著者名/発表者名
      Gen Masaki、Takagi Rina、Watanabe Yoshito、Kitou Shunsuke、Sagayama Hajime、Matsuyama Naofumi、Kohama Yoshimitsu、Ikeda Akihiko、?nuki Yoshichika、Kurumaji Takashi、Arima Taka-hisa、Seki Shinichiro
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 107 ページ: L020410/1-8

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.107.L020410

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Double dome structure of the Bose-Einstein condensation in diluted S=3/2 quantum magnets2023

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Yoshito、Miyake Atsushi、Gen Masaki、Mizukami Yuta、Hashimoto Kenichiro、Shibauchi Takasada、Ikeda Akihiko、Tokunaga Masashi、Kurumaji Takashi、Tokunaga Yusuke、Arima Taka-hisa
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 14 ページ: 1260/1-9

    • DOI

      10.1038/s41467-023-36725-4

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Single crystal growths and magnetic properties of hexagonal polar semimetals RAuGe (R=Y, Gd-Tm, and Lu)2023

    • 著者名/発表者名
      Kurumaji Takashi、Gen Masaki、Kitou Shunsuke、Ikeuchi Kazuhiko、Nakamura Mitsutaka、Ikeda Akihiko、Arima Taka-hisa
    • 雑誌名

      Journal of Alloys and Compounds

      巻: 947 ページ: 169475~169475

    • DOI

      10.1016/j.jallcom.2023.169475

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhancement of giant magnetoelectric effect in Ni-doped CaBaCo4O72022

    • 著者名/発表者名
      Gen M.、Miyake A.、Yagiuchi H.、Watanabe Y.、Ikeda A.、Matsuda Y. H.、Tokunaga M.、Arima T.、Tokunaga Y.
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 105 ページ: 214412/1-9

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.105.214412

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anisotropic magnetotransport properties coupled with spiral spin modulation in a magnetic semimetal EuZnGe2022

    • 著者名/発表者名
      Kurumaji Takashi、Gen Masaki、Kitou Shunsuke、Sagayama Hajime、Ikeda Akihiko、Arima Taka-hisa
    • 雑誌名

      Physical Review Materials

      巻: 6 ページ: 094410/1-9

    • DOI

      10.1103/PhysRevMaterials.6.094410

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Entropy-Assisted, Long-Period Stacking of Honeycomb Layers in an AlB2-Type Silicide2022

    • 著者名/発表者名
      Spitz Leonie、Nomoto Takuya、Kitou Shunsuke、Nakao Hironori、Kikkawa Akiko、Francoual Sonia、Taguchi Yasujiro、Arita Ryotaro、Tokura Yoshinori、Arima Taka-hisa、Hirschberger Max
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 144 ページ: 16866~16871

    • DOI

      10.1021/jacs.2c04995

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Topological thermal Hall effect of magnons in magnetic skyrmion lattice2022

    • 著者名/発表者名
      Akazawa Masatoshi、Lee Hyun-Yong、Takeda Hikaru、Fujima Yuri、Tokunaga Yusuke、Arima Taka-hisa、Han Jung Hoon、Yamashita Minoru
    • 雑誌名

      Physical Review Research

      巻: 4 ページ: 043085/1-16

    • DOI

      10.1103/PhysRevResearch.4.043085

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Nonreciprocal Directional Dichroism in Magnetoelectric Spin Glass2022

    • 著者名/発表者名
      Sawada Y.、Kimura S.、Watanabe K.、Yamaguchi Y.、Arima T.、Kimura T.
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 129 ページ: 217201/1-6

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.129.217201

    • 査読あり
  • [学会発表] GaV4Se8における磁場誘起逐次磁気相転移2022

    • 著者名/発表者名
      有馬孝尚
    • 学会等名
      中性子散乱研究会
  • [備考] 一度壊れて復活する電子の秩序配列―元素置換による量子性の出現―

    • URL

      https://www.k.u-tokyo.ac.jp/information/category/press/10109.html

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公開日: 2023-12-25  

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