Chirality-induced phonon-spin-photon cross-correlations

手性引起的声子-自旋-光子互相关

基本信息

批准号：
21H01032
负责人：
岸根順一郎
金额：
$ 10.15万
依托单位：
The Open University of Japan
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

左右対称性の破れ（カイラリティ）が引き起こす物質機能の探索が、分野を横断して活発な展開を見せている。本研究では、カイラル物質における《対称性と弾性・光・磁気の関係》に高い普遍性があることに着目し、フォノン・フォトン・スピンという量子流間の結合ダイナミクスについて統一描像を打ち立てる。これらのカレントはいずれも広義の左右円偏極（偏波）自由度を持ち、物質のカイラル構造と結びついて偏極依存分散を示す。その全貌を弾性論・場の理論・群論・第一原理計算を組み合わせて解明する。カレント間の結合効果、特に角運動量転送が引き起こす《交差偏極》の概念を提唱し、実験家と協力して実証研究に結び付ける。これらの成果を統合することでカイラリティ概念を深化させ、物質の機能探索に新たな地平を拓く。2021年度の実績として，ラマン散乱実験により，理論的に予言されていたカイラル結晶のフォノンのスペクトルを実証した．また，これまで存在しないと思われてきたカイラルソリトン格子における「暗いブリーザー」といわれる非線形励起の存在を明らかにした．また，代表者らの研究で理論的に予言されていたカイラルソリトン格子の集団励起構造を実験グループと協力して明らかにした．2021年度はさらに，chirality-induced-spin-selectiviyと呼ばれる，現状ではメカニズムが不明だがデバイス応用の観点からも極めて価値の高い現象について，理論モデルの構築を行った．2021年12月に開催された国際会議（横浜）で「Chirality in materials」というシンポジウムを企画して実績を発表するなど，成果の発信にも努めた．

搜索由对称性破坏（手性）引起的材料功能正在显示跨场的主动发展。在这项研究中，我们着重于手性材料中对称性与弹性，光和磁性之间关系的高度普遍性，并在称为Phonons，Photons和Spins的量子流量之间创建了统一的耦合动力学图片。所有这些电流都具有广泛的循环极化（极化）自由度的感觉，并且与物质的手性结构相关，并表现出依赖于极化的分散体。结合弹性理论，现场理论，群体理论和第一原理计算来解释整个情况。我们提出了由当前耦合效应（尤其是角动量转移）引起的“交叉极化”的概念，并与实验者合作将其与实证研究联系起来。通过整合这些结果，我们将在寻找材料功能时加深手性和开放式视野的概念。由于2021年，拉曼散射实验证明了手性晶体声子的理论上预测的光谱。我们还揭示了手性孤子晶格中的非线性激发，称为“黑暗呼吸器”，这被认为不存在。此外，在与实验组的合作中，揭示了手性孤子晶格的集体激发结构，理论上在代表研究中是在理论上预测的。在2021年，我们还为一种称为手性诱导的自旋 - 选择性现象的现象构建了一个理论模型，从设备应用的角度来看，该模型非常有价值，尽管该机制目前尚不清楚。他还努力地传达了自己的结果，包括在2021年12月举行的国际会议（横滨）上计划了一个名为“材料手学”的研讨会，并提出了他的成就。

项目成果

期刊论文数量（9）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Chirality-Induced Spin Polarization over Macroscopic Distances in Chiral Disilicide Crystals

手性二硅化物晶体中宏观距离的手性诱导自旋极化

DOI：
10.1103/physrevlett.127.126602
发表时间：
2021
期刊：
Physical Review Letters
影响因子：
8.6
作者：
Shiota Kohei;Inui Akito;Hosaka Yuta;Amano Ryoga;Onuki Yoshichika;Hedo Masato;Nakama Takao;Hirobe Daichi;Ohe Jun-ichiro;Kishine Jun-ichiro;Yamamoto Hiroshi M.;Shishido Hiroaki;Togawa Yoshihiko
通讯作者：
Togawa Yoshihiko

Cryogenic Lorentz TEM study of a Berezinskii Kosterlitz Thouless phase transition in the quasi-two-dimensional ferromagnet K2CuF4

准二维铁磁体 K2CuF4 中 Berezinskii Kosterlitz Thouless 相变的低温洛伦兹 TEM 研究

DOI：
10.1017/s1431927621003548
发表时间：
2021
期刊：
Microscopy and Microanalysis
影响因子：
2.8
作者：
Togawa Yoshihiko;Akashi Tetsuya;Kasai Hiroto;Paterson Gary;McVitie Stephen;Kousaka Yusuke;Shinada Hiroyuki;Kishine Jun-ichiro;Akimitsu Jun
通讯作者：
Akimitsu Jun

Chirality-Induced Phonon Dispersion in a Noncentrosymmetric Micropolar Crystal

DOI：
10.1103/physrevlett.125.245302
发表时间：
2020-12-09
期刊：
PHYSICAL REVIEW LETTERS
影响因子：
8.6
作者：
Kishine, J.;Ovchinnikov, A. S.;Tereshchenko, A. A.
通讯作者：
Tereshchenko, A. A.

Discrete Magnetic Breathers and Their Stability in a Finite-Size Monoaxial Chiral Helimagnet

有限尺寸单轴手性螺旋磁体中的离散磁呼吸器及其稳定性

DOI：
10.1109/tmag.2021.3085239
发表时间：
2022
期刊：
IEEE Transactions on Magnetics
影响因子：
2.1
作者：
Bostrem I. G.;Sinitsyn Vl. E.;Mokronosov M. V.;Ovchinnikov A. S.;Kishine J.;Ekomasov E. G.;Fakhretdinov M. I.
通讯作者：
Fakhretdinov M. I.

Paramagnetic magnetostriction in the chiral magnet CrNb3S6 at room temperature

室温下手性磁体 CrNb3S6 的顺磁磁致伸缩

DOI：
10.1103/physrevb.105.104412
发表时间：
2022
期刊：
Physical Review B
影响因子：
3.7
作者：
Mito Masaki;Tajiri Takayuki;Kousaka Yusuke;Togawa Yoshihiko;Akimitsu Jun;Kishine Jun-ichiro;Inoue Katsuya
通讯作者：
Inoue Katsuya