磁性強誘電体デバイスの高速動作に向けた磁気誘電ドメイン壁動力学の解明

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24684020
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 物性Ⅰ
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所 (2013); 東京大学 (2012)
• 研究代表者: 賀川 史敬 独立行政法人理化学研究所, 創発物性科学研究センター, ユニットリーダー (30598983)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: マルチフェロイック / ドメイン壁 / 誘電スペクトロスコピー / ぺロフスカイト / 有機導体 / 電荷秩序 / スキルミオン

研究概要

磁気秩序と強誘電性が共存する磁性誘電体（マルチフェロイックスと呼ぶ）における、トポロジカルな構造であるドメイン壁やスキルミオン（スピンが渦状に巻く構造）の高速動作を目指し、研究を行なった。スキルミオンを有するマルチフェロイック物質であるCu2OSeO3に着目し、マイクロ波領域における高速電気磁気効果の検出に成功した。マイクロ波の透過率を精密に測定し、スキルミオンが磁気共鳴を起こす際に吸収されるマイクロ波の量がマイクロ波の伝搬方向によって変わるという現象を観測した。これは非相反方向二色性と呼ばれる現象で、マイクロ波領域においては初めての発見である。

研究成果

• [雑誌論文] Emergence of nonequilibrium charge dynamics in a charge-cluster glass (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Sato, F. Kagawa, K. Kobayashi, K. Miyagawa, K. Kanoda, R. Kumai, and Y. Murakami, Y. Tokura
  • 雑誌名: Phys. Rev 巻: B 83 ページ: 121102(R)
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.89.121102
  • 査読あり
• [雑誌論文] Polarization switching ability dependent on multidomain topology in a uniaxial organic ferroelectric (2014)
  • 著者名/発表者名: F. Kagawa, S. Horiuchi, N. Minami, S. Ishibashi, K. Kobayashi, R. Kumai, Y. Murakami, and Y. Tokura
  • 雑誌名: Nano Letters 巻: 14 ページ: 239
  • DOI: 10.1021/nl403828u
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microwave magnetoelectric effect via skyrmion resonance modes in a helimagnetic multiferroic (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Okamura, F. Kagawa, M. Mochizuki, M. Kubota, S. Seki, S. Ishiwata, M. Kawasaki, Y. Onose, and Y. Tokura
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 4 ページ: 2391
  • DOI: 10.1038/ncomms3391
  • 査読あり
• [雑誌論文] Charge-cluster glass in an organic conductor (2013)
  • 著者名/発表者名: F. Kagawa, T. Sato, K. Miyagawa, K. Kanoda, Y. Tokura, K. Kobayashi, R. Kumai, and Y. Murakami
  • 雑誌名: Nature Physics 巻: 9 ページ: 419
  • DOI: 10.1038/nphys2642
  • 査読あり
• [雑誌論文] Robust Formation of Skyrmions and Topological Hall Effect Anomaly in Epitaxial Thin Films of MnSi (2013)
  • 著者名/発表者名: Yufan Li, N. Kanazawa, X. Z. Yu, A. Tsukazaki, M. Kawasaki, M. Ichikawa, X. F. Jin, F. Kagawa, and Y. Tokura
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett 巻: 110 ページ: 117202
  • URL: http://prl.aps.org/abstract/PRL/v110/i11/e117202
  • 査読あり
• [学会発表] Strongly correlated electrons in molecular solids (2014)
  • 著者名/発表者名: F. Kagawa
  • 学会等名: The IGER International Symposium on Science of Molecular Assembly and Biomolecular Systems 2014
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2014-03-12
• [学会発表] θ-ET塩における電荷のガラス的挙動～Rb塩とCs塩の比較 (2013)
  • 著者名/発表者名: 賀川史敬
  • 学会等名: 研究会「電子誘電体の新展開-光と分極がおりなす新物質相-」
  • 発表場所: 東北大学金属材料研究所
  • 年月日: 2013-12-03
• [学会発表] Electronic and ionic ferroelectricity in organic charge-transfer complexes (2013)
  • 著者名/発表者名: F. Kagawa
  • 学会等名: 13th International Meeting of Ferroelectricity (13th IMF)
  • 発表場所: Krakow (Poland)
  • 年月日: 2013-09-02
• [学会発表] Charge-cluster glass in an organic conductor with charge frustration (2013)
  • 著者名/発表者名: F. Kagawa
  • 学会等名: The International Conference of strongly correlated electron systems
  • 発表場所: Univ. Tokyo
  • 年月日: 2013-08-09
• [学会発表] Strongly correlated electrons in organic conductors with triangular lattice (2013)
  • 著者名/発表者名: F. Kagawa
  • 学会等名: Telluride Workshop 2013 on Physics of Emergent Correlated Materials
  • 発表場所: Telluride (USA)
  • 年月日: 2013-06-03
• [学会発表] Charge-glass behavior in-(ET)_2RbZn(SCN)_4 (2012)
  • 著者名/発表者名: F. Kagawa
  • 学会等名: Tokyo workshop on Spin/charge liquid near ordering
  • 発表場所: Univ. Tokyo
  • 年月日: 2012-11-30
• [産業財産権] スキルミオンによるマイクロ波整流機構 (2013)
  • 発明者名: 岡村嘉大、賀川史敬、他7名
  • 権利者名: 岡村嘉大、賀川史敬、他7名
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2013-240064
  • 出願年月日: 2013-11-20
  • 外国