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2023 年度 研究成果報告書

微視的多極子の秩序による創発スピン軌道物性の開拓

研究課題

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研究課題/領域番号 19K03752
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分13030:磁性、超伝導および強相関系関連
研究機関明治大学

研究代表者

楠瀬 博明  明治大学, 理工学部, 専任教授 (00292201)

研究分担者 速水 賢  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (20776546)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
キーワード多極子基底 / スピン軌道物性 / 交差相関応答 / マテリアルデザイン / 反強磁性
研究成果の概要

本研究では、物質固有のスピン軌道相互作用ではなく、ある結晶構造と磁気秩序によって生じる創発スピン軌道相互作用の発現機構と条件を明らかにし、新たな交差相関物性を開拓するものである。コリニア磁気秩序、ノンコリニア磁気秩序のそれぞれの場合について、スピン分裂が生じるクラスターユニットの対称性を明らかにし、スピン流生成、異常量子ホール効果に不可欠な微視的要素等を同定した。また、あらゆる電子ハミルトニアンを対称性に基づいて基底分解するアプリケーションを開発し、線形・非線形応答関数の発現に不可欠な微視的パラメータを抽出する方法を考案した。本研究の成果は「交替磁性」と呼ばれる世界的な新潮流に波及している。

自由記述の分野

物性理論

研究成果の学術的意義や社会的意義

軽元素を含む化合物においてもスピン軌道相互作用に由来する多彩な交差相関応答が期待できることを示した。また、その系統的な分析方法を整備した本研究の成果は、物質の機能性と結晶構造の対称性を系統的に結びつけており、マテリアルデザインの分野に新しい方法論を提供するという意義がある。また、強磁性体に比べて応用的視点の乏しかった反強磁性体が、特徴的な結晶構造と結びつくだけで、多機能性を有することを知らしめたという社会的意義がある。

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公開日: 2025-01-30  

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