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2014 Fiscal Year Annual Research Report

複合スピン秩序パラメータのダイナミックスによるエレクトロマグノン

Research Project

Project/Area Number 24340073
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

木村 尚次郎  東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (20379316)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 萩原 政幸  大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (10221491)
Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Keywords磁性
Outline of Annual Research Achievements

スピンと電気分極の結合を通じて磁性体の基本的素励起であるスピン波を光の振動電場により励起するエレクトロマグノンは、電子スピンの集団運動をテラヘルツ領域の光電場で駆動する顕著な動的交差応答現象である。本研究では複数のスピンが特有の配置をするときに現れる「複合スピン秩序パラメータ」のダイナミックスによって、エレクトロマグノンが励起されることを新たに提案し、これを実験的に見いだして精査することを目的としている。26年度は、クロムスピネル酸化物の磁場誘起フェリ磁性状態におけるトロイダルモーメント由来のエレクトロマグノンに関し理論的な考察を進めた。パイロクロア格子上で16副格子の複雑な磁気構造をとる当該物質のマグノン励起に伴うスピンの歳差運動パターンをスピン波計算より導出し、トロイダルモーメントの運動を求めたところ、予想に反しフェリ状態が持つP4132対称性によりトロイダルモーメントが消失することが明らかになった。本課題からベクトルスピンカイラリティーが磁気励起に関係した電気磁気相関現象を引き起こす重要な機能を持つことを理解するに至ったが、これに基づいて量子スピンギャップ系における電気磁気効果の発現を期待し実験を行った。その結果、孤立ダイマー系における磁気励起「トリプロン」の光吸収信号の円二色性を示さない特異な選択則と、結合ダイマー系TlCuCl3においてトリプロンのBose・Einstein凝縮による磁場誘起磁気秩序に伴う強誘電が発生することを明らかにした。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

(8 results)

All 2015 2014

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 4 results) Presentation (4 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] High field ESR measurements of the spin gap system in polarized microwaves2015

    • Author(s)
      S Kimura, K. Watanabe, T. Kashiwagi, H. Yamaguchi, M. Hagiwara and Z. Honda
    • Journal Title

      Appl. Magn. Reson.

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • DOI

      10.1007/s00723-015-0661-8

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] High-field multi-frequency ESR in the quasi-1D S = 1/2 Ising-like antiferromagnet BaCo2V2O8 in a transverse field2015

    • Author(s)
      A. Okutani, S. Kimura, T. Takeuchi and M. Hagiwara
    • Journal Title

      Appl. Magn. Reson.

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • DOI

      10.1007/s00723-015-0655-6

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Electromagnon by chiral spin dynamics in the triangular lattice antiferromagnet2014

    • Author(s)
      S. Kimura, T. Fujita, M. Hagiwara, H. Yamaguchi, T. Kashiwagi, N. Terada, Y. Sawada and K. Watanabe
    • Journal Title

      Phys. Rev. B

      Volume: 90 Pages: 060413R/1-5

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.90.060413

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Exchange interactions of the chromium spinel oxide HgCr2O4 in high magnetic fields examined by the magnetoelastic theory2014

    • Author(s)
      S. Kimura, M. Hagiwara, T. Takeuchi, H. Yamaguchi, H. Ueda and K. Kindo
    • Journal Title

      J. Phys. Soc. Jpn.

      Volume: 83 Pages: 113709/1-5

    • DOI

      10.7566/JPSJ.83.113709

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 結合ダイマー系TlCuCl3の電気磁気効果2015

    • Author(s)
      柿畑研人、澤田祐也、木村尚次郎、渡辺和雄、萩原政幸、田中秀数
    • Organizer
      日本物理学会 第70回年次大会
    • Place of Presentation
      早稲田大学早稲田キャンパス
    • Year and Date
      2015-03-21 – 2015-03-24
  • [Presentation] スピンギャップ系の電気磁気効果2014

    • Author(s)
      木村尚次郎
    • Organizer
      大阪大学先端強磁場科学研究センター強磁場科学研究会
    • Place of Presentation
      大阪大学豊中キャンパス
    • Year and Date
      2014-12-04 – 2014-12-05
    • Invited
  • [Presentation] High field ESR measurements of the spin gap system in polarized light2014

    • Author(s)
      S Kimura, K. Watanabe, T. Kashiwagi, H. Yamaguchi, M. Hagiwara and Z. Honda
    • Organizer
      APES-IES-SEST 2014
    • Place of Presentation
      Todaiji culture center, Nara, Japan
    • Year and Date
      2014-11-12 – 2014-11-16
  • [Presentation] 反強磁性Coダイマーの偏光ESR2014

    • Author(s)
      木村尚次郎、渡辺和雄、柏木隆成、山口博則、 萩原政幸、本多善太郎
    • Organizer
      日本物理学会 2014年秋季大会
    • Place of Presentation
      中部大学
    • Year and Date
      2014-09-07 – 2014-09-10

URL: 

Published: 2016-06-01  

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