| 研究課題/領域番号 |
20K03828
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
新居 陽一 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (80708488)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 非相反性 / 表面弾性波 / 対称性の破れ / マルチフェロイクス |
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| 研究実績の概要 |
本研究では格子振動の量子であるフォノンを対象として、非相反性の巨大化と逆効果を用いた対称性制御を実現することを目的としている。その主な成果として以下の二つを挙げる。1. キラル磁性体として知られているMnSiを対象として、空間反転対称性や時間反転対称性に破れがフォノンにどのような影響を及ぼすかを、放射光による非弾性X線回折実験と第一原理計算を組み合わせて調べた。その結果、空間反転対称性の破れの効果は明瞭に観測され、いわばフォノン版のラシュバ分裂が生じていることが明らかになった。他方、時間反転対称性の破れの効果は観測精度以下に小さいことがわかった。
2. フォノンはあらわな磁化を持たないため、時間反転対称性の破れの影響をフォノンに導入することは簡単ではない。これまで我々の研究から磁気弾性結合の大きな例えばTbを含む物質では磁場効果が認められることがわかってきていた。そこで本年度はTb2Ti2O7を対象とした超音波実験によって基礎的な物性測定研究を行った。その結果、これまでスピン液体の観点から盛んに研究されてきた物質ではあったが、秩序化温度よりはるかに高温の10K程度から四極子相関が存在することを見出した。これは本物質ではスピンのみならず四極子自由度が重要な役割を演じていることを示している。
以上の成果は論文としてまとめて発表した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
非相反性と対称性の破れの関係性を、放射光や計算などを用いて多角的に明らかにすることができた。これは今後巨大化や逆効果を探索するうえで重要な知見となる。
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| 今後の研究の推進方策 |
四極子自由度の重要性を明らかにしたTb2Ti2O7において、非相反性やその逆効果に関連するフォノン応答の観測を試みる。
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