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2015 年度 実績報告書

マルチフェロイク物質における光に対するローレンツ力の実験的検証

研究課題

研究課題/領域番号 24244045
研究機関東京大学

研究代表者

有馬 孝尚  東京大学, 新領域創成科学研究科, 教授 (90232066)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2016-03-31
キーワード方向二色性 / 電気磁気効果 / 光のローレンツ力 / メタホウ酸銅 / 蜂の巣構造
研究実績の概要

メタホウ酸銅は、方向二色性や方向複屈折を示すことが確認されている物質の中で最も大きな効果が観測されており、光のローレンツ力を検証するための対象物質として最も有力である。平成26年度までに、この物質に液体ヘリウム温度で50テスラの磁場を印加することで、一方向の吸収をほぼゼロにすることに成功していた。今年度は、さらに研究を進め、光の伝搬方向をc面内から傾けることによって、方向二色性を事実上無限大にすることに成功した。また、メタホウ酸銅がヘリウムネオンレーザー光の照射によって近赤外域で発光を示すことを見出した。その発光強度が、検出方向に依存するかどうかを測定したところ、9Kから21Kの傾角反強磁性相において、発光に非対称な偏りが生じていることが確認された。原著論文を投稿したところである。
これらの実験と並行して、平成26年度に構築した実験系を用いて、傾角反強磁性相にあるメタホウ酸銅中を伝搬する光に対するローレンツ力の検出に挑戦し、c軸方向に伝搬する光に対して有意と思われる伝搬経路のずれを検出することに成功した。現在、この結果について、確認作業を行っている。
その他、メタホウ酸銅の他に、光の方向二色性やローレンツ力の舞台となる物質を探索するため、Co4Ta2O9やMn4Nb2O9といった物質における線形電気磁気効果の測定を行った。その結果、Co4Ta2O9の電気磁気効果テンソルが、反対称成分を有することが明らかになった。これは、Co4Ta2O9が光の方向二色性やローレンツ力の舞台となりうることを示している。

現在までの達成度 (段落)

27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

27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 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Magnetoelectric coupling in the honeycomb antiferromagnet Co4Nb2O92016

    • 著者名/発表者名
      N. D. Khanh, N. Abe, H. Sagayama, A. Nakao, T. Hanashima, R. Kiyanagi, Y. Tokunaga, T. Arima
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 93 ページ: 075117/1-6

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.93.075117

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] One-Way Transparency of Light in Multiferroic CuB2O42015

    • 著者名/発表者名
      S. Toyoda, N. Abe, S. Kimura, Y. H. Matsuda, T. Nomura, A. Ikeda, S. Takeyama, T. Arima
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett.

      巻: 115 ページ: 267207/1-5

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.115.267207

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] CuB2O4における発光の方向二色性2016

    • 著者名/発表者名
      豊田新悟、阿部伸行、有馬孝尚
    • 学会等名
      日本物理学会第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [学会発表] Uniaxial-pressure induced multiferroicity2016

    • 著者名/発表者名
      T. Arima
    • 学会等名
      International USMM & CMSI Workshop
    • 発表場所
      東京大学(東京都文京区)
    • 年月日
      2016-01-05 – 2016-01-09
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Magnetoelectric response in zig-zag antiferromagnetic spin chain MnNb2O62015

    • 著者名/発表者名
      N. D. Khanh, N. Abe, N. Netsu, S. Kimura, Y. Tokunaga, T. Arima
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2015-09-16 – 2015-09-19
  • [学会発表] ‘One-way transparency of light’ in multiferroic CuB2O42015

    • 著者名/発表者名
      S. Toyoda, N. Abe, S. Kimura, Y. Matsuda, T. Nomura, A. Ikeda, S. Takeyama, T. Arima
    • 学会等名
      International Conference on Magnetism 2015
    • 発表場所
      バルセロナ(スペイン)
    • 年月日
      2015-07-06 – 2015-07-10
    • 国際学会
  • [学会発表] Magneto-Electric Coupling in a Buckled-Honeycomb Antiferromagnet2015

    • 著者名/発表者名
      T. Arima
    • 学会等名
      Workshop on Topological Magnet
    • 発表場所
      理化学研究所(埼玉県和光市)
    • 年月日
      2015-05-25 – 2015-05-27
    • 国際学会

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公開日: 2017-01-06  

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