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2016 年度 実績報告書

光誘起相転移における格子歪みダイナミクス

研究課題

研究課題/領域番号 26400324
研究機関国立研究開発法人物質・材料研究機構

研究代表者

西野 正理  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 主幹研究員 (80391217)

研究分担者 宮下 精二  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (10143372)
末元 徹  公益財団法人豊田理化学研究所, フェロー事業部門, フェロー (50134052)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード電子格子相互作用 / 相転移 / 臨界現象 / フラストレーション / 光誘起相転移 / 長距離相互作用 / 弾性相互作用 / 準安定状態 / 緩和過程
研究実績の概要

光などで誘起される相転移を示すスピンクロスオーバー(SC)系の相転移および臨界現象においては、格子歪みによる弾性相互作用がSC秩序形成に重要な役割を果たすこと、そして、その弾性相互作用が、状況により長距離相互作用としての性質を持つことを明らかにしてきた。本年度は、その長距離相互作用の理解を深めるため、フラストレート相互作用を持つ反強磁性Ising三角格子系において、副格子内外それぞれに長距離相互作用を持つモデルの相転移、臨界現象の解析を行った。この系は、パラメータ領域により2種類の相変化を示す。温度と共に無秩序相、部分無秩序相、3副格子フェリ磁性相、2副格子フェリ磁性相へ変化する場合と、無秩序相から2副格子フェリ磁性相へ変化する場合がある。バルクでは無秩序相から2副格子フェリ磁性相への転移において、帯磁率は発散しないが、有限サイズ効果によって帯磁率の発散的振る舞いが起こる事、その原因が部分無秩序相と2副格子フェリ磁性相の構造(縮退)にある事、等を明らかにした。またそれらの相転移現象は、一般化6状態クロックモデルの長距離相互作用モデルのあるパラメーター領域で起こる物理として捉えられることも明らかにした。
また、パルスレーザー照射後に見られるSC 系のelastic step現象に関して、アレクサンドル・ヨアン・クザ大学の理論グループおよびレンヌ大の実験グループと共同で、mechanoelastic modelにおけるモデル化を行い、光照射後の高スピン相の生成において弾性相互作用が協力的に働く動的な特徴を捉えることに成功した。これは、この現象に関する初の理論的研究である。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 2件、 査読あり 7件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (4件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Universit´e de Versaille/Universit´e de Rennes I(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      Universit´e de Versaille/Universit´e de Rennes I
  • [国際共同研究] Alexandru Ioan Cuza University(ルーマニア)

    • 国名
      ルーマニア
    • 外国機関名
      Alexandru Ioan Cuza University
  • [国際共同研究] Florida State University(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Florida State University
  • [雑誌論文] Atomistic-model study of temperature-dependent domain walls in the neodymium permanent magnet Nd2Fe14B2017

    • 著者名/発表者名
      M. Nishino, Y. Toga, S. Miyashita, H. Akai, A. Sakuma and S. Hirosawa
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 95 ページ: 094429-(1-7)

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.95.094429

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Perspectives for high-performance permanent magnets: applications, coercivity, and new materials2017

    • 著者名/発表者名
      S. Hirosawa, M. Nishino and S. Miyashita
    • 雑誌名

      Adv. Nat. Sci.: Nanosci. Nanotechnol.

      巻: 8 ページ: 013002-(1-12)

    • DOI

      10.1088/2043-6254/aa597c

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anomalous finite-size effect due to quasidegenerate phases in triangular antiferromagnets with long-range interactions and mapping to the generalized six-state clock model2016

    • 著者名/発表者名
      M. Nishino and S. Miyashita
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 94 ページ: 184434-(1-13)

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.94.184434

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Temperature dependence of the threshold magnetic field for nucleation and domain wall propagation in an inhomogeneous structure with grain boundary2016

    • 著者名/発表者名
      S. Mohakud, S. Andraus, M. Nishino, A. Sakuma, and S. Miyashita
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 94 ページ: 054430-(1-14)

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.94.054430

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Optical pump-THz probe analysis of long-lived d-electrons and relaxation to self-trapped exciton states in MnO2016

    • 著者名/発表者名
      J. Nishitani, T. Nagashima, M. Lippmaa, and T. Suemoto
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett.

      巻: 108 ページ: 162101-(1-5)

    • DOI

      10.1063/1.4946992

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Investigation of insulator-metal transition in Ti4O7 using terahertz probe pulse2016

    • 著者名/発表者名
      H. Kamioka, J. Nishitani, H. Tsukada, R. Yamaguchi and T. Suemoto
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett.

      巻: 108 ページ: 071908-(1-4)

    • DOI

      10.1063/1.4942602

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamics of photoinduced phase transitions in a Prussian blue analog studied by CN vibrational spectroscopy2016

    • 著者名/発表者名
      T. Suemoto, R. Fukaya, A. Asahara, H. Watanabe, H. Tokoro and S. Ohkoshi
    • 雑誌名

      Current Inorganic Chemistry

      巻: 6 ページ: 10-25

    • DOI

      10.2174/1877944105666150910200258

    • 査読あり
  • [学会発表] 反強磁性短距離相互作用とHusimi-Temperley型長距離相互作用の競合による新奇な相図2017

    • 著者名/発表者名
      西野正理, 宮下精二, Per Arne Rikvold
    • 学会等名
      2017年日本物理学会 第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2017-03-14 – 2017-03-14
  • [学会発表] Multi-step spin crossover and various orderings in triangular lattice systems2016

    • 著者名/発表者名
      M. Nishino
    • 学会等名
      Phase Transition and Dynamical properties of Spin Transition Materials 2016
    • 発表場所
      Gandia (Spain)
    • 年月日
      2016-11-27 – 2016-11-27
  • [学会発表] Elastic effect on spin-crossover transition2016

    • 著者名/発表者名
      S. Miyashita
    • 学会等名
      Phase Transition and Dynamical properties of Spin Transition Materials 2016
    • 発表場所
      Gandia (Spain)
    • 年月日
      2016-11-27 – 2016-11-27
  • [学会発表] Two-stepスピンクロスオーバー系の弾性力による長距離相互作用と反強磁性的短距離相互作用の競合における揺らぎの効果2016

    • 著者名/発表者名
      西野正理, 宮下精二, Per Arne Rikvold
    • 学会等名
      2016年 日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2016-09-14 – 2016-09-14
  • [備考] http://samurai.nims.go.jp/NISHINO_Masamichi-j.html

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公開日: 2018-01-16   更新日: 2022-02-16  

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