【研究分野】物性Ⅱ

【研究領域課題番号】16K05449 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

カイラリティ / ドメイン / 旋光度 / 電気磁気効果 / 単結晶 / 旋光性 / 非相反電気磁気光学効果 / 物性実験 / 強相関電子系

【研究成果の概要】

本研究は、結晶構造のカイラリティ（右手系と左手系）の度合いを定量的に表す「カイラリティ強度」なる概念を導入し、これを用いてカイラリティ由来物性を定量的に理解することを目指した。カイラリティ強度を元素置換で制御できる物質群の単結晶合成に成功し、そのカイラルドメインの形成様相がカイラリティ強度と強く相関していることを見出した。また、カイラリティ強度を秩序変数とみなせる旋回相転移を発見し、相転移近傍では旋光性とカイラリティ強度の温度変化が良く一致することを示した。さらに、今回開発したカイラル物質群が電気磁気特性の観点から極めて興味深い系であることを明らかにし、当初の予測を超える様々な成果を得た。

【研究の社会的意義】

本研究の主な成果は、結晶構造のカイラリティ（右手系と左手系）の度合いを定量的に表す「カイラリティ強度」なる概念を導入することで、カイラリティが関与する現象を定量的に理解できることを実際に示した点である。これにより、カイラリティ強度を「強磁性体における磁化」のような秩序パラメータとして位置づける研究が活発化すると期待され、カイラリティ関連物性の巨大化や新規機能の予測といった展開が見込まれる点で学術的意義を持つ。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【配分額】4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)

【研究分野】物性Ⅱ

【研究領域課題番号】26610103 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

カイラリティ / フェロイック / ドメイン / 電気磁気効果 / 物性実験 / 強相関電子系 / 結晶カイラリティ

【研究成果の概要】

鏡映対称性を持たない結晶構造における右手系と左手系を区別する物理量「結晶カイラリティ」は、多彩な物質機能の源泉であることが知られている。本プロジェクトでは、結晶カイラリティの外場制御に関する研究を行った。その結果、結晶カイラル秩序が別種の強的秩序と相関する物質においては、その強的秩序ドメインの外場スイッチを介した結晶カイラリティ制御が可能であることを示した。さらに、新規開発したカイラル化合物群の研究において「定量的カイラリティ強度」の概念を導入し、これが、カイラリティの外場制御の実現性さらにはカイラリティ由来物性の理解において重要な概念となり得ることを提唱した。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2014-04-01 - 2016-03-31

【配分額】3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)

【研究分野】物性Ⅱ

【研究領域課題番号】24244058 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

電気磁気効果 / マルチフェロイクス / トロイダルモーメント / 六方晶フェライト / 電気四極子 / ドメイン構造 / カイラリティ / 物性実験 / 電気時期効果 / スピングラス

【研究成果の概要】

本研究課題では，絶縁性磁性体におけるエネルギー損失の少ない磁性の絡んだ未踏の複合電子物性の創成を目的とした。特に，電場による磁性の制御といった電気磁気効果に関連した新物質・新物理現象の発見および従来を越える高機能な電気磁気効果の実現をねらった。具体的な成果として，(1)フェライト磁石類似の鉄酸化物における電気磁気効果を利用した室温での不揮発的な磁化の電圧制御，(2)トロイダルグラスという新規なガラス状態の概念の提唱，(3)電気四極子配列の鏡像異性の提唱およびその実験的実証，(4)高圧力印加による磁気誘起電気分極の巨大化などといった，電気磁気効果に関連した種々の新物質・新物理現象を実現させた。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2012-04-01 - 2017-03-31

【配分額】46,020千円 (直接経費: 35,400千円、間接経費: 10,620千円)