四極子自由度に内在する新奇物性の開拓

探索四极自由度固有的新颖物理特性

基本信息

批准号：
21H01031
负责人：
服部一匡
金额：
$ 11.07万
依托单位：
Tokyo Metropolitan University
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 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

(1)UNi4Bにおける四極子間相互作用に誘発されるtriple-q部分磁気秩序：UNi4Bの磁気秩序は中性子散乱実験により磁気トロイダルモーメントの秩序（トロイダル秩序）であると考えられてきたが，近年観測された電流誘起磁化の異方性が理論予測と合致しないことで秩序変数の再考がなされ始めていた．我々は，中性子散乱実験と電流誘起磁化の異方性を統一的に説明できる秩序が，トロイダル秩序と同じ波数のトリプルq秩序構造の中の位相因子を補正したもの（トライフォース秩序）であることを明らかにした．トライフォース秩序には，最近報告された活性な四極子が重要な役割を果たしており，秩序波数と四極子-磁気双極子結合を仮定すると二つの秩序が自然に現れることを見出した．(2)単位胞間空間変調を持つ磁気構造の多極子展開による特徴付：α-MnやCoT3S6 (T=Nb, Ta)への応用：多極子展開法を単位胞の間にまたがる磁気秩序について定式化し，第一原理計算に適用できる磁気構造生成法を提案した．この方法により，最近注目されているα-MnやCoT3S6 (T=Nb, Ta)における大きな異常ホール効果について磁気構造の候補を提案した．また，それらの秩序下で実現することが期待される応答について解析を行い，理論的な予言を提唱した．(3)カイラル結晶における電気トロイダルモノポールとその応答：カイラル結晶中では鏡映対称性が破れており従って反転中心が存在しない．このような対称性を持つ物質は古くから知られていたが，その性質について系統的な理論的な解析はこれまでなされていなかった．多極子展開法を用いることで，カイラル結晶を特徴づける秩序変数は電気トロイダルモノポールであることを指摘し，特徴的な格子振動，外場応答などの基礎理論について定式化を行った．(4)その他各種多極子秩序による新奇物性の提案

（1）在UNI4B中通过Quadrupole相互作用引起的三Q部分磁序：Uni4b的磁顺序被认为是中子散射实验的磁性环矩（环形序列）的顺序，近年来，近年来，在磁性诱导的磁化磁化强度并不匹配理论预测和差异。我们透露，可以统一解释中子散射实验和电流诱导的磁化的各向异性的顺序是对三Q级结构中的相位因子的校正，该结构具有与环形序列（Triforce Order）相同的波数（Triforce Order）。最近报道的活动四极杆在三杆序中起重要作用，我们发现当我们假设订单波数和四极磁性偶极偶联时，两种顺序自然而然地出现。（2）通过多极扩展对具有细胞间空间调制的磁性结构的表征：应用于α-MN和COT3S6（T = NB，TA）：针对磁性跨度单元细胞的磁性订单制定了多极扩展方法，并提出了一种可以应用于第一原则计算的磁性结构生成方法。该方法提出了用于α-mn和cot3s6（t = nb，ta）的大型霍尔效应的磁性结构的候选物，这些候选最近引起了人们的注意。此外，分析了预计将根据这些顺序实现的反应，并提出了理论预测。（3）手环形单极及其在手性晶体中的反应：镜子对称性在手性晶体中被损坏，因此没有反转中心。尽管具有这种对称性的材料已经闻名很长，但没有对其性质进行系统的理论分析。通过使用多极扩展方法，我们指出表征手性晶体的顺序变量是电弹性单脚架，并制定了基本理论，例如特征晶格振动和外部田间响应。（4）基于各种多重阶的新颖和异常特性的提议