非共線スピン構造の磁気ゆらぎを利用した量子伝導現象の開拓

今年度はまず、らせん磁気秩序とトポロジカル磁気構造を有するカイラル磁性体FeGeにおいて、長距離磁気秩序が消失する圧力誘起量子臨界点（~19 GPa）とその近傍における特異な電荷輸送特性の探索を行った。最大で50 GPaにも及ぶ高圧力下での電荷輸送特性の測定には様々な技術的困難が伴うため、今年度は特にダイヤモンドアンビルセル（DAC）の技術習得に取り組み、収束イオンビーム（FIB）技術も組み合わせることで電極形成を行うなどの工夫をし、初めて50 GPa程度まで磁気抵抗・ホール抵抗を測定することに成功した。その結果、金属絶縁体転移の兆候に加えて、量子臨界点の直上では時間反転対称性を破るようなゼロ磁場での異常ホール効果の観測に成功した。同じ結晶構造をもつMnSiの圧力誘起相転移近傍では、磁場誘起のトポロジカルホール効果しか観測されておらず、これは特筆すべき違いと言える。一方、スピンダイナミクスのベリー位相に由来する創発インダクタ効果についても探索を行った。複雑ならせん磁気構造を持つEu化合物において巨大な創発インダクタ効果を観測し、ミクロな磁気構造の変化に応じた符号変化などを観測することに成功した。特に、これまで報告されている創発インダクタ効果は主にインダクタンスの符号が負であったが、今回の物質では正のインダクタ効果が広い温度・磁場領域において見えているため、創発インダクタの符号の起源を探索する上で興味深い対象物質となることが期待される。加えて、いくつかの強磁性体においても、転移温度近傍のスピン揺らぎに由来した創発インダクタ効果を観測することに成功した。

今年度はまず、らせん磁気秩序とトポロジカル磁気構造を有するカイラル磁性体FeGeにおいて、長距離磁気秩序が消失する圧力誘起量子臨界点（~19 GPa）とその近傍における特異な電荷輸送特性の探索を行った。最大で50 GPaにも及ぶ高圧力下での電荷輸送特性の測定には様々な技術的困難が伴うため、今年度は特にダイヤモンドアンビルセル（DAC）の技術習得に取り組み、収束イオンビーム（FIB）技術も組み合わせることで電極形成を行うなどの工夫をし、初めて50 GPa程度まで磁気抵抗・ホール抵抗を測定することに成功した。その結果、金属絶縁体転移の兆候に加えて、量子臨界点の直上では時間反転対称性を破るようなゼロ磁場での異常ホール効果の観測に成功した。同じ結晶構造をもつMnSiの圧力誘起相転移近傍では、磁場誘起のトポロジカルホール効果しか観測されておらず、これは特筆すべき違いと言える。一方、スピンダイナミクスのベリー位相に由来する創発インダクタ効果についても探索を行った。複雑ならせん磁気構造を持つEu化合物において巨大な創発インダクタ効果を観測し、ミクロな磁気構造の変化に応じた符号変化などを観測することに成功した。特に、これまで報告されている創発インダクタ効果は主にインダクタンスの符号が負であったが、今回の物質では正のインダクタ効果が広い温度・磁場領域において見えているため、創発インダクタの符号の起源を探索する上で興味深い対象物質となることが期待される。加えて、いくつかの強磁性体においても、転移温度近傍のスピン揺らぎに由来した創発インダクタ効果を観測することに成功した。