キラリティ誘起物性、及びその制御に関する研究

手性诱导的物理性质及其控制研究

• 批准号: 16J02711
• 负责人: 上田 大貴
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J02711/
• 关键词: マルチフェロイック; 共鳴回折; 磁気ドメイン; ランダウ理論; 対称性; キラリティ; 電気磁気効果; 共鳴X線回折

本年度は磁気構造キラリティに関する進展、またそれに関連した共鳴X線回折の基礎学理に関する新たな知見が得られた。室温マルチフェロイック物質であるZ型六方晶フェライトSr3Co2Fe24O41を主な対象とし、放射光X線を用いた磁気ドメイン構造観察や巨視的な電気磁気応答に関する実験結果を対称性の議論によって包括的に理解した。前年度までに、本物質にはフェリ磁性成分とサイクロイダル成分に起因する2種類の独立した磁気ドメインが存在することが分かっていた。今年度はこれらのドメインに対する磁場効果を詳細に調べ、磁化反転（フェリ磁性成分の反転）によってサイクロイダル成分が必ず反転（右回り⇔左回り）することを明らかにした。この実験結果を、結晶構造の対称性に着目したランダウ理論により議論した。その結果、自由エネルギー中に電気分極、磁化、磁気構造キラリティといった複数の秩序変数が互いに結合した結合項が含まれ得ること、またその存在によって磁化反転に付随した各秩序変数の挙動を説明できることが明らかになり、磁気ドメインの変遷と巨視的な電気磁気効果に関する実験結果を包括的に説明することができた。前年度までにY型六方晶フェライト(Ba,Sr)2CoZnFe11AlO22ではスピンキラルな成分とは独立に共線的反強磁性成分が共鳴X線回折において回折強度の円偏光依存性として観測できるドメインを形成することを明らかにしていた。本年度はこの円偏光依存性の起源が磁気散乱と電荷散乱の干渉効果にあることを、一般の磁性体を想定した同干渉効果の導出、ならびに同物質の具体的な磁気構造への適用によって明らかにした。なお上記のZ型六方晶フェライトにおいても同干渉効果が円偏光依存性の起源であることが判明しており、同効果の適用によって様々な種類の磁気ドメインの観察が可能となることが期待される。

This year は magnetic 気 tectonic キ ラ リ テ ィ に masato す, ま る progress た そ れ に masato even し た resonance X-ray inflexion の basic academic に masato す る new た な knowledge が must ら れ た. Room temperature マ ル チ フ ェ ロ イ ッ ク material で あ る Z hexagonal フ ェ ラ イ ト Sr3Co2Fe24O41 を main な like と seaborne し, ray X-ray を い た magnetic 気 ド メ イ ン tectonic 観 examine や macroscope な electric magnetic 気 気 応 answer に masato す る be 験 results を said sex talk の に seaborne よ っ て including に understand し た. Before the annual ま で に, this material に は フ ェ リ magnetic component と サ イ ク ロ イ ダ ル composition に cause す る 2 kinds の independent し た magnetic 気 ド メ イ ン が exist す る こ と が points か っ て い た. Our は "こ れ ら の ド メ イ ン に す seaborne る detailed に べ, magnetizing field working fruit を inverse planning (フ ェ リ magnetic component の inverse planning) に よ っ て サ イ ク ロ イ ダ ル composition が will ず inverse planning (right back り り) as indicated by the left back す る こ と を Ming ら か に し た. The <s:1> <s:1> experimental results を and the <s:1> symmetry of crystal structure に are based on the <s:1> たラ ダウ ダウ theory によ to discuss the <s:1> た. そ の results, free エ ネ ル ギ ー に electric 気 points extremely, magnetization, magnetic 気 キ ラ リ テ ィ と い っ た plural の order number - が mutual い に combining し が た combining items including ま れ must る こ と, ま た そ の is に よ っ て magnetization reverse planning に pay with し た each order number - の 挙 dynamic を illustrate で き る こ と が Ming ら か に な り, magnetic 気 ド メ イ ン の - moving と macroscope な electricity The results of the magnetic effect に related to the する experimental results を include the に description する とがで とがで た た た. Before the annual ま で に Y type hexagonal フ ェ ラ イ ト (Ba, Sr) 2 coznfe11alo22 で は ス ピ ン キ ラ ル な composition と は independent に collinear of strong magnetic component が resonance X-ray inflexion に お い て inflexion strength の has drifted back towards &yen; polarization dependence と し て 観 measuring で き る ド メ イ ン を form す る こ と を Ming ら か に し て い た. This year は こ の has drifted back towards &yen; origin が magnetic polarization dependence の 気 messy messy の dry と charge involved working fruit に あ る こ と を, general の magnetic body を scenarios し た with dry involved working fruit の export, な ら び に with material の specific な magnetic 気 tectonic へ の applicable に よ っ て Ming ら か に し た. な お written の Z hexagonal フ ェ ラ イ ト に お い て も with dry involved working fruit が has drifted back towards &yen; origin of polarization dependence の で あ る こ と が.at し て お り, with sharper fruit の applicable に よ っ て others 々 な kinds の magnetic 気 ド メ イ ン の 観 examine が may と な る こ と が expect さ れ る.

项目成果

Magnetic Structure and Effect of Magnetic Field on its Domain Structure in Magnetoelectric Hexaferrite

磁电六角铁氧体的磁结构及磁场对其磁畴结构的影响

• 发表时间: 2016
• 作者: H. Ueda;Y. Tanaka;Y. Wakabayashi;and T. Kimura
• 通讯作者: and T. Kimura

Observation of collinear antiferromagnetic domains making use of the circular dichroic charge-magnetic interference effect of resonant x-ray diffraction

• DOI: 10.1103/physrevb.98.134415
• 发表时间: 2018-10
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: H. Ueda;Yoshikazu Tanaka;Y. Wakabayashi;T. Kimura

Room-temperature magnetoelectric effect in a chiral smectic liquid crystal

• DOI: 10.1063/1.5007317
• 发表时间: 2017-12
• 期刊: Applied Physics Letters
• 影响因子: 4
• 作者: H. Ueda;T. Akita;Y. Uchida;T. Kimura

室温マルチフェロイックSr3Co2Fe24O41における磁気ドメイン観察

室温多铁性Sr3Co2Fe24O41的磁畴观察

• 发表时间: 2018
• 作者: 上田大貴;田中良和;川瀬寛将;若林裕助;木村剛
• 通讯作者: 木村剛

ETH Zurich(スイス)

苏黎世联邦理工学院（瑞士）