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2022 年度 研究成果報告書

カイラル金属磁性とフェルミ面のスピン分裂

研究課題

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研究課題/領域番号 20K03863
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
研究機関広島大学

研究代表者

佐藤 仁  広島大学, 放射光科学研究センター, 准教授 (90243550)

研究分担者 大原 繁男  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60262953)
奥田 太一  広島大学, 放射光科学研究センター, 教授 (80313120)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワードカイラル磁性体 / 強相関電子系 / スピン分解光電子分光
研究成果の概要

カイラル金属磁性体YbNi3Al9およびYb(Ni0.94Cu0.06)3Al9について,角度分解光電子分光(ARPES)を行なった.少なくとも表面ブリルアンゾーンのGamma点周りに5枚のホール的フェルミ面と,M点周りに1枚の電子的フェルミ面が存在することを明らかにした.両者のフェルミ面形状は類似しているが,YbNi3Al9と比較して,Yb(Ni0.94Cu0.06)3Al9の方が小さくなっていることが分かった.NiのCu置換により電子がドープされたことを反映している.YbNi3Al9についてスピン分解ARPESを行い,Gamma点周りのホールバンドに約30 meVのスピン分裂を見出した.

自由記述の分野

放射光物性

研究成果の学術的意義や社会的意義

YbNi3Al9は,最近発見された4f電子系で初のカイラル金属磁性体である.カイラル磁気構造は,伝導電子を媒介とする,4fスピンを「揃える」対称スピン相互作用(RKKY相互作用)に,スピンを「ねじる」反対称スピン相互作用(DM相互作用)が加わることで生じる.カイラル結晶構造に起因して,独特なスピンテクスチャをもつ伝導電子バンド構造が,カイラル磁性の出現に関与していると考えられる.本研究で明らかにした基本的な電子構造,特に,微細なスピン分裂構造に関する結果は,今後の4f電子系カイラル磁性体の研究において,貴重な情報を与えるものと期待される.

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公開日: 2024-01-30  

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