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2015 年度 実績報告書

新・高機能な電気磁気応答物質および現象の開拓

研究課題

研究課題/領域番号 24244058
研究機関大阪大学

研究代表者

木村 剛  大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (80323525)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2017-03-31
キーワード電気磁気効果 / マルチフェロイクス / ドメイン構造 / カイラリティ
研究実績の概要

平成27年度は、前年度まで行ってきた物質合成のアプローチと高圧下での測定系を用いたアプローチという2つの手法で高機能な電気磁気相関現象の開拓をねらうといった研究をさらに推進した。前年度までに発表した等方的圧力印加によるマルチフェロイック特性の高機能化に加えて、本年度は一軸圧力下での電気磁気特性測定系を用いて、電気磁気特性の一軸圧力印加効果の詳細を調べ、高機能化の方策を探るとしていたが、実際に測定系の構築を完了し、いくつかの電気磁気効果物質に対する測定を行ってきた。学会発表での成果発表を行ったが、平成28年度には論文での成果の発表を行う予定である。キラリティに関する研究に関しては、キラリティを内包する物質の合成を進め、キラルな結晶構造を持つA(TiO)Cu4(PO4)4 (A = Ba, Sr)において、キラリティを定量性を持った秩序変数とみなす手法を提案し、キラル度合いとマクロなドメイン構造(右手構造と左手構造の共存構造)の関連性を明らかにした。また、XY的なスピングラスのふるまいを示すBaCo6Ti6O19がスピングラス相において、電気磁気効果を示すことを見出した。この結果は、新たなスピングラス電気磁気結合物質の発見を意味し、さらに磁気無秩序系における電気磁気効果を発現する物質の拡充といった点で意義があると考えている。室温動作のマルチフェロイクスに関する研究としては、これまでの本課題研究により見つかった六方晶フェライトにおける電気磁気効果の室温動作に関して、電気磁気動作の阻害の要因となる系の伝導性を抑制する高酸素圧アニール効果に関しての詳細を調べ、その関連性を提示した。

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

高機能な電気磁気相関物質の開発という観点では、これまでの成果をさらに発展させるという形ではあるが、順調に研究は進展していると判断する。また、結晶キラリティや磁気無秩序系電気磁気効果物質に関する研究においては、新たな物質系を見出すなど、新たな研究の展開の種も育ってきていると判断する。一方、平成27年度の計画で述べた電気磁気効果に対する1軸圧の効果に関する研究、固体酸素に関する研究に関しては、学会発表での成果発表にとどまり、今後、論文での成果発表のための研究のさらなる精査を行っていく。

今後の研究の推進方策

平成27年度まで行ってきた新規・高機能な電気磁気相関物質の開発およびその現象の理解に関する研究を引き続き行う。平成28年度はとくに、マルチフェロイック物質をはじめとする種々のフェロイックおよびアンチフェロイック秩序状態におけるドメイン形成に着目し、マルチフェロイックドメイン、反強磁性ドメイン、構造キラルドメインなどといった各種ドメイン構造の観測さらにはその制御法の確立を図る。ドメイン状態・構造の観測については、たとえば構造キラルドメインに関してはこれまでに構築した光学測定系の活用、さらにマルチフェロイックドメインおよび反強磁性ドメインなどに関しては、円偏光共鳴X線散乱や偏極中性子散乱測定などを共同研究者らと実施する。物質探索のアプローチに加えて、これらのドメイン制御法の確立を推進するというアプローチも含めて、新規・高機能な電気磁気相関物質の実現を図る。さらにこれまでのテーマ、高圧下での測定系を用いた高機能な電気磁気相関現象の開拓、固体酸素における電気磁気相関発現の探索なども引き続き行う。

  • 研究成果

    (38件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 1件、 査読あり 9件、 謝辞記載あり 6件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (25件) (うち国際学会 14件、 招待講演 7件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] ETH Zurich(スイス)

    • 国名
      スイス
    • 外国機関名
      ETH Zurich
  • [国際共同研究]

    • 他の国数
      1
  • [雑誌論文] A2+ cation control of chiral domain formation in A(TiO)Cu4(PO4)4 (A = Ba, Sr)2016

    • 著者名/発表者名
      K. Kimura, T. Kimura et al.
    • 雑誌名

      Inorg. Chem.

      巻: 55 ページ: 1002-1004

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.5b02622

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Magnetoelectric glass nature in magnetoplumbite-type BaCo6Ti6O192016

    • 著者名/発表者名
      H. Tonomoto, T. Kimura et al.
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn.

      巻: 85 ページ: 033707-1-4

    • DOI

      10.7566/JPSJ.85.033707

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 物質における対称性を破って電気と磁気をつなぐ2016

    • 著者名/発表者名
      木村剛
    • 雑誌名

      日本物理学会誌

      巻: 71 ページ: 144-145

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] スパイラル磁性強誘電体TbMnO3におけるマルチフェロイックドメインの外場応答2016

    • 著者名/発表者名
      松原正和、望月維人、木村 剛
    • 雑誌名

      固体物理

      巻: 51 ページ: 173-175

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetoelectric domain control in multiferroic TbMnO32015

    • 著者名/発表者名
      M. Matsubara, T. Kimura et al.
    • 雑誌名

      Science

      巻: 348 ページ: 1112-1115

    • DOI

      10.1126/science.1260561

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Effect of high-pressure oxygen annealing on electrical and magnetoelectric properties of BaSrCo2Fe11AlO22 ceramics2015

    • 著者名/発表者名
      S. Hirose, T. Kimura et al.
    • 雑誌名

      J. Am. Cer. Soc.

      巻: 98 ページ: 2104-2111

    • DOI

      10.1111/jace.13573

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Magnetic-field-induced ferroelectric polarization flop under pressure in TbMnO32015

    • 著者名/発表者名
      T. Aoyama, T. Kimura et al.
    • 雑誌名

      J. Phys.: Conf. Ser.

      巻: 592 ページ: 012118-1-5

    • DOI

      10.1088/1742-6596/592/1/012118

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] High field magnetization of single crystals of the S=1/2 quasi-1D Ising-like Antiferromagnet SrCo2V2O82015

    • 著者名/発表者名
      A. Okutani, T. Kimura et al.
    • 雑誌名

      Phys. Procedia

      巻: 75 ページ: 779-784

    • DOI

      10.1016/j.phpro.2015.12.101

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] ダイヤモンドアンビルセルを用いた誘電率・交流比熱の同時測定2015

    • 著者名/発表者名
      青山拓也、木村剛他
    • 雑誌名

      高圧力の科学と技術

      巻: 25 ページ: 298-307

    • DOI

      10.4131/jshpreview.25.298

    • 査読あり
  • [学会発表] 共鳴軟X線回折のマルチフェロイック関連物質への適用2016

    • 著者名/発表者名
      木村剛
    • 学会等名
      PF研究会「次世代放射光光源を用いた構造物性研究への期待」
    • 発表場所
      KEK (茨城県つくば市)
    • 年月日
      2016-07-27 – 2016-07-28
  • [学会発表] マルチフェロイック関連物質における対掌性2016

    • 著者名/発表者名
      木村剛
    • 学会等名
      キラル磁性×光学物性研究会
    • 発表場所
      分子研 (愛知県岡崎市)
    • 年月日
      2016-06-27 – 2016-06-28
  • [学会発表] Magnetoelectric couplings in magnetically-disordered systems2016

    • 著者名/発表者名
      T. Kimura
    • 学会等名
      Workshop on Computational Nano-Materials Design and Realization for Energy-Saving and Energy-Creation Materials
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府豊中市)
    • 年月日
      2016-03-25 – 2016-03-26
    • 国際学会
  • [学会発表] 新しいフェロイック物質の開発2016

    • 著者名/発表者名
      木村剛
    • 学会等名
      第71回日本物理学会年次大会(2016年)
    • 発表場所
      東北大学院大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [学会発表] S=1/2擬二次元カイラル反強磁性体A(TiO)Cu4(PO4)4(A = Ba, Sr)の磁性と誘電性2016

    • 著者名/発表者名
      世良正一、木村剛他
    • 学会等名
      第71回日本物理学会年次大会(2016年)
    • 発表場所
      東北大学院大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [学会発表] マルチフェロイック(Ba, Sr)2(Co, Zn)2(Fe, Al)12O22の磁気ドメイン構造と外場印加効果2016

    • 著者名/発表者名
      上田大貴、木村剛他
    • 学会等名
      第71回日本物理学会年次大会(2016年)
    • 発表場所
      東北大学院大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [学会発表] Observation and control of spin and crystal chirality in magnetoelectric and piezoelectric materials2016

    • 著者名/発表者名
      T. Kimura
    • 学会等名
      ChiMag2016 Symposium
    • 発表場所
      Oriental Hotel Hiroshima (Hiroshima, Japan)
    • 年月日
      2016-02-21 – 2016-02-24
    • 国際学会
  • [学会発表] Separate Observation of Spin-chiral and Time-reversed Antiferromagnetic Domain Structure and Effect of Magnetic Field in Magnetoelectric Hexaferrite2016

    • 著者名/発表者名
      H. Ueda, T. Kimura et al.
    • 学会等名
      ChiMag2016 Symposium
    • 発表場所
      Oriental Hotel Hiroshima (Hiroshima, Japan)
    • 年月日
      2016-02-21 – 2016-02-24
    • 国際学会
  • [学会発表] Magnetic and dielectric properties of a S = 1/2 quasi-2D chiral-lattice antiferromagnet A(TiO)Cu4(PO4)4 (A = Ba, Sr)2016

    • 著者名/発表者名
      M. Sera, T. Kimura et al.
    • 学会等名
      ChiMag2016 Symposium
    • 発表場所
      Oriental Hotel Hiroshima (Hiroshima, Japan)
    • 年月日
      2016-02-21 – 2016-02-24
    • 国際学会
  • [学会発表] Magnetoelectric couplings in spin glass systems2016

    • 著者名/発表者名
      T. Kimura
    • 学会等名
      The 16th Japan-Korea-Taiwan Workshop on Strongly Correlated Electron Systems (JKT16)
    • 発表場所
      University of Tokyo (Tokyo, Japan)
    • 年月日
      2016-02-18 – 2016-02-20
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Separate Observation of Helical and Time-reversed Antiferromagnetic Domain Structure and Effect of Magnetic Field on Them in Magnetoelectric Hexaferrite2016

    • 著者名/発表者名
      H. Ueda, T. Kimura et al.
    • 学会等名
      The 16th Japan-Korea-Taiwan Workshop on Strongly Correlated Electron Systems (JKT16)
    • 発表場所
      University of Tokyo (Tokyo, Japan)
    • 年月日
      2016-02-18 – 2016-02-20
    • 国際学会
  • [学会発表] 遷移金属酸化物マルチフェロイクスに関する話題提供2016

    • 著者名/発表者名
      木村剛
    • 学会等名
      第一回ディラック電子系マルチフェロイクス研究会
    • 発表場所
      東京理科大学(東京都新宿区)
    • 年月日
      2016-01-28 – 2016-01-29
  • [学会発表] マルチフェロイック Y 型六方晶フェライトにおける磁気ドメイン構造と外場印加効果2016

    • 著者名/発表者名
      上田大貴、木村剛他
    • 学会等名
      第29回日本放射光学会年会
    • 発表場所
      東京大学柏の葉キャンパス駅前サテライト (千葉県柏市)
    • 年月日
      2016-01-09 – 2016-01-11
  • [学会発表] Toward enhancement of magnetoelectric performance in spin-driven ferroelectrics2015

    • 著者名/発表者名
      T. Kimura
    • 学会等名
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2015
    • 発表場所
      Hawaii Convention Center (Honolulu, USA)
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Effect of External Fields on Helical Magnetic Domain Structure in a Magnetoelectric Hexaferrite2015

    • 著者名/発表者名
      H. Ueda, T. Kimura et al.
    • 学会等名
      第29回日本MRS年次大会
    • 発表場所
      横浜市開港記念会館(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2015-12-08 – 2015-12-10
  • [学会発表] Investigation of single-phase room-temperature magnetoelectrics2015

    • 著者名/発表者名
      T. Kimura
    • 学会等名
      2015 MRS Fall Meeting
    • 発表場所
      Hynes Convention Center (Boston, USA)
    • 年月日
      2015-11-30 – 2015-12-04
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Single-phase room-temperature magnetoelectrics2015

    • 著者名/発表者名
      T. Kimura
    • 学会等名
      International Conference on Advanced Materials (IUMRS-ICAM 2015)
    • 発表場所
      International Convention Center Jeju (Jeju, Korea)
    • 年月日
      2015-10-25 – 2015-10-29
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Magnetoelectricity in spin-spiral hexaferrite systems2015

    • 著者名/発表者名
      T. Kimura
    • 学会等名
      The 1st Pusan Osaka Meeting on Advanced Matter Physics
    • 発表場所
      Pusan National University (Pusan, Korea)
    • 年月日
      2015-10-16 – 2015-10-17
    • 国際学会
  • [学会発表] Uniaxial pressure effect on the Néel temperature in magnetoelectric Cr2O32015

    • 著者名/発表者名
      T. Kodama, T. Kimura et al.
    • 学会等名
      The 1st Pusan Osaka Meeting on Advanced Matter Physics
    • 発表場所
      Pusan National University (Pusan, Korea)
    • 年月日
      2015-10-16 – 2015-10-17
    • 国際学会
  • [学会発表] Magnetoelectric coupling in spin glass Ba1-xSrxCo6Ti6O192015

    • 著者名/発表者名
      H. Tonomoto, T. Kimura et al.
    • 学会等名
      The 1st Pusan Osaka Meeting on Advanced Matter Physics
    • 発表場所
      Pusan National University (Pusan, Korea)
    • 年月日
      2015-10-16 – 2015-10-17
    • 国際学会
  • [学会発表] カイラル強弾性体における結晶構造カイラリティの一軸圧印加効果2015

    • 著者名/発表者名
      上田大貴、木村剛他
    • 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] 新規S=1/2擬二次元カイラル反強磁性体の磁性と誘電性2015

    • 著者名/発表者名
      世良正一、木村剛他
    • 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] Effects of high pressure on spin-driven ferroelectricity2015

    • 著者名/発表者名
      T. Kimura
    • 学会等名
      Superstripes 2015 International Conference
    • 発表場所
      Hotel Continental Ischia (Ischia, Italy)
    • 年月日
      2015-06-14 – 2015-06-18
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Chirality in magnetoelectric materials2015

    • 著者名/発表者名
      T. Kimura
    • 学会等名
      Symposium on Molecular Chirality 2015
    • 発表場所
      Waseda University (Tokyo, Japan)
    • 年月日
      2015-06-12 – 2015-06-13
    • 招待講演
  • [学会発表] Observation of multipole helix-chiral domains in magnetoelectrics by resonant x-ray scattering2015

    • 著者名/発表者名
      T. Kimura
    • 学会等名
      Telluride Workshop on Competing Interactions and Colossal Responses in Transition Metal Oxides
    • 発表場所
      Telluride Elementary School (Tellurie, CO, USA)
    • 年月日
      2015-06-08 – 2015-06-12
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 夢の多機能電子素材 新しい制御手法の基礎原理を世界で初めて確立

    • URL

      http://resou.osaka-u.ac.jp/ja/research/2015/20150605_1

  • [備考] 大阪大学基礎工学研究科 木村研究室

    • URL

      http://www.crystal.mp.es.osaka-u.ac.jp/index.html

URL: 

公開日: 2017-01-06  

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