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2022 年度 実績報告書

電流駆動可能な新規らせん磁性体の創製による創発電磁誘導効果の開拓

研究課題

研究課題/領域番号 21J11830
研究機関東京大学

研究代表者

北折 曉  東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2021-04-28 – 2023-03-31
キーワード創発インダクタ / らせん磁性 / 創発電磁場 / 磁性伝導体
研究実績の概要

申請者が2021年度の研究により室温創発インダクタ材料であることを実証した短周期らせん磁性体YMn6Sn6では、インダクタの発現機構が磁化の傾斜モードと位相シフトモードの2つに由来していることが明らかになっていた。2022年度の研究においては両者の選択的制御を実現した。具体的には、YMn6Sn6の非磁性サイトであるYを磁性を有するTbで少量置換することにより、系内に磁性不純物を導入しピニングの効果を増大させた。傾斜モードに比べて位相シフトモードはよりピニングに敏感であることが期待され、実際にこの置換によって位相シフトモード由来とみられる創発インダクタンスが大幅に抑制されること、この際に傾斜モード由来の創発インダクタンスが保存することが実証された。同時に、磁気相図とインダクタンスの分布の系統的比較により、反強磁性体を含めた共線的磁気構造でもスピン揺らぎに基づくインダクタンスが生じうることが明らかになった。この成果により、創発インダクタンスの発生・制御が開拓されたのみならず、インダクタンス測定を通じてスピンダイナミクスの定量的評価手法への道が示された。実際、磁気相境界においても相共存に由来する磁壁が低周波領域で大きなインダクタンスを生じることが示されている。
さらに、創発インダクタンスの主たる舞台といえるらせん磁性体に関して、従来複雑ならせん構造の存在が示唆されていたTb5Sb3の単結晶磁化測定結果を初めて報告した。

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

    (7件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件)

  • [国際共同研究] Paul Scherrer Institute(スイス)

    • 国名
      スイス
    • 外国機関名
      Paul Scherrer Institute
  • [国際共同研究] Helmholz-Zentrum Berlin(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      Helmholz-Zentrum Berlin
  • [雑誌論文] Doping control of magnetism and emergent electromagnetic induction in high-temperature helimagnets2023

    • 著者名/発表者名
      Kitaori Aki、White Jonathan S.、Kanazawa Naoya、Ukleev Victor、Singh Deepak、Furukawa Yuki、Arima Taka-hisa、Nagaosa Naoto、Tokura Yoshinori
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 107 ページ: 024406

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.107.024406

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Magnetic Properties of Single Crystalline Tb<sub>5</sub>Sb<sub>3</sub>2023

    • 著者名/発表者名
      Kitaori Aki、Kanazawa Naoya、Kida Takanori、Narumi Yasuo、Hagiwara Masayuki、Kindo Koichi、Takeuchi Tetsuya、Nakamura Ai、Aoki Dai、Haga Yoshinori、Kaneko Yoshio、Tokura Yoshinori、?nuki Yoshichika
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 92 ページ: 024702

    • DOI

      10.7566/JPSJ.92.024702

  • [学会発表] Control of emergent inductance in the helimagnet YMn6Sn6 by Tb substitution2023

    • 著者名/発表者名
      A. Kitaori, J. S. White, N. Kanazawa, V. Ukleev, Y. Furukawa, T. Arima, N. Nagaosa and Y. Tokura
    • 学会等名
      APS March Meeting 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] らせん磁性体YMn6Sn6におけるTb置換を通じた創発インダクタンス制御2022

    • 著者名/発表者名
      北折 曉, J. S. White, 金澤 直也, V. Ukleev, D. Singh, 古川 裕貴, 有馬 孝尚, 永長 直人, 十倉 好紀
    • 学会等名
      日本物理学会2022年秋季大会
  • [学会発表] Tb doping impacts on magnetism and emergent inductance of YMn6Sn62022

    • 著者名/発表者名
      A. Kitaori, J. S. White, V. Ukleev, N. Kanazawa, Y. Furukawa, T. Arima, N. Nagaosa and Y. Tokura
    • 学会等名
      29th International Conference on LOW TEMPERATURE PHYSICS
    • 国際学会

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公開日: 2023-12-25  

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