四極子自由度に内在する新奇物性の開拓

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(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