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2023 年度 実績報告書

環境と結合した強相関多体系における光誘起時空間階層構造の理論

研究課題

研究課題/領域番号 20K14394
研究機関東北大学

研究代表者

小野 淳  東北大学, 理学研究科, 助教 (40845848)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワード光物性 / 光誘起相転移 / スカラーカイラリティ / 強磁性近藤格子模型 / 実時間ダイナミクス / 高次高調波発生 / 光電場駆動
研究実績の概要

研究期間全体を通じて,主に以下の成果が得られた。
(1)スカラーカイラリティの光制御。反転対称性を持つ強磁性近藤格子模型における実時間ダイナミクスを解析し,光照射によって強磁性状態からスピンスカラーカイラル状態や120度ネール状態への磁気転移が生じることを見出した。これまで,反転対称性を持たない系ではレーザーの加熱効果等により磁気スキルミオンが生成されることや,反転対称性を持つ系でも円偏光とカイラリティが線形に結合することが知られていたが,本研究により,直線偏光でもカイラリティが誘起され,光強度に対して非摂動的な振る舞いをすることが明らかになった。
(2)反強磁性体のネールベクトルの光制御。ある種の反強磁性体において,電流印加や光パルス列の照射によってネールベクトルの方向を制御できることが知られていたが,単一パルスを照射した場合の高速ダイナミクスを明らかにすべく,反強磁性ディラック半金属を対象として理論モデルを構築し,電子構造と磁気構造が結合したダイナミクスの解析を行った。結果として,ネールスピン軌道トルクと磁気異方性により生じるトルクの協調によって高速なネールベクトルの回転が生じ,これに伴ってディラック点のエネルギーギャップも変調されることを明らかにした。この成果は昨年度までに論文として出版されている。
(3)光誘起高速現象の解析。上記の研究と並行して,強誘電体における光第二高調波発生について,テラヘルツパルス照射による実時間変調の解析を行い,高調波強度とパルス強度の間に位相のずれが生じうることを明らかにした。また,高次高調波発生の素過程について実時間領域での解析を行い,エネルギーバンド構造を反映した新たなエコー現象を見出した。
補助事業期間を延長した最終年度は主に研究成果の発表に注力し,(1)や(3)の成果がPhysical Review B誌に掲載された。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Theory for Fourier-limited attosecond pulse generation in solids2024

    • 著者名/発表者名
      Shohei Imai and Atsushi Ono
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 109 ページ: L041303

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.109.L041303

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photocontrol of spin scalar chirality in centrosymmetric itinerant magnets2023

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Ono and Yutaka Akagi
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 108 ページ: L100407

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.108.L100407

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Field-driven spatiotemporal manipulation of Majorana zero modes in a Kitaev spin liquid2023

    • 著者名/発表者名
      Chihiro Harada, Atsushi Ono, and Joji Nasu
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 108 ページ: L241118

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.108.L241118

    • 査読あり
  • [学会発表] スピンスカラーカイラル状態における高次高調波発生2024

    • 著者名/発表者名
      小野淳,奥村駿,今井渉平,赤城裕
    • 学会等名
      日本物理学会2024年春季大会
  • [学会発表] キタエフスピン液体におけるエネルギー緩和がもたらすバイゾン制御の安定化2024

    • 著者名/発表者名
      原田千宏,小野淳,那須譲治
    • 学会等名
      日本物理学会2024年春季大会
  • [学会発表] 光電場駆動による高速ダイナミクスと磁性制御2023

    • 著者名/発表者名
      小野淳
    • 学会等名
      研究会「非平衡固体物性の最前線」
    • 招待講演
  • [学会発表] 光キャリア注入されたマルチフェロイクスにおける実時間ダイナミクス2023

    • 著者名/発表者名
      小野淳
    • 学会等名
      日本物理学会第78回年次大会
  • [学会発表] キタエフ量子スピン液体におけるマヨラナゼロモードの時空間制御2023

    • 著者名/発表者名
      原田千宏,小野淳,那須譲治
    • 学会等名
      日本物理学会第78回年次大会
  • [学会発表] スピン偏極パルス電子回折によるBiFeO3/SrTiO3(111)薄膜の磁気構造観測と光誘起ダイナミクス測定2023

    • 著者名/発表者名
      田久保耕,上野俊輔,Samiran Banu,于洪武,石川忠彦,沖本洋一,腰原伸也,小野淳,西森亮太,羽田真毅,桑原真人,浅香透,小野大樹,小澤慶太,伊藤拓真,重松圭,東正樹
    • 学会等名
      日本物理学会第78回年次大会

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公開日: 2024-12-25  

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