動的ヤーンテラー効果のd軌道自由度を用いた多重物性制御と量子ダイナミクス

使用动态 Jahn-Teller 效应的 d 轨道自由度的多重属性控制和量子动力学

• 批准号: 21H01026
• 负责人: 木村 尚次郎
• 金额: $ 7.99万
• 依托单位: Tohoku 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 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01026/
• 关键词: 動的ヤーンテラー効果; 多重物性制御; 電気磁気効果; ヤーンテラー効果; 物性制御

空間反転対称性を持たない点群Tdに属する遷移金属錯体化合物[MnIII(taa)]に関して、二次の電気磁気効果による磁場中での電場印加で起こる磁場に垂直な磁化発生を観測した。超伝導磁石中に置いた自作のピックアップコイル内の単結晶試料に交流電場を加えてこの磁化を測定したところ、電場と磁場との向きに依存して電場誘起磁化の方向が変化する振る舞いが観測された。すなわち[001]方向の磁場中では[100]方向の電場には垂直なのに対し[110]方向の電場には垂直となる。この振る舞いは電場誘起磁化は点群Tdの持つ対称性から期待される振る舞いと合致している。また、[MnIII(taa)]分子がヤーンテラー歪に伴って生じる電気双極子と電場との相互作用とMnIIIイオンの磁気異方性の両方を考慮した微視的なモデルによってこの磁化発生は説明されることがわかった。[001]方向に磁場を加えると磁場に並行な磁化が現れるとともに、磁気異方性のため各[MnIII(taa)]分子上に磁場に垂直な磁化成分が発生する。この垂直磁化成分はこの段階では結晶内で互いに打ち消し合うため全体としての磁化はゼロであるが、これに更に電場を加えるとこの分子の磁化の配置が歪んで打ち消し合いが解消して巨視的な磁化が発生する。今後は磁場にフィリングファクターを向上させたピックアップコイルによって、今後より精度の高いデータを取得することを計画している。

对于属于Td点群的过渡金属配合物[MnIII(taa)]，不具有空间反演对称性，我们观察到在磁场中施加电场时会产生垂直于磁场的磁化强度由于二阶电磁效应。当我们将交流电场施加到放置在超导磁体中的自制拾波线圈中的单晶样品并测量其磁化强度时，我们观察到电场感应磁化强度的方向根据磁场方向而变化的行为。电场和磁场都完成了。换句话说，在[001]方向的磁场中，它垂直于[100]方向的电场，但垂直于[110]方向的电场。该行为与电场感应磁化中点群 Td 的对称性所预期的行为一致。此外，这种磁化强度的产生可以通过微观模型来解释，该模型考虑了[MnIII(taa)]分子经历Jahn-Teller应变时电偶极子和电场之间的相互作用，以及磁各向异性事实证明，MnIII 离子。当在[001]方向施加磁场时，出现与磁场平行的磁化，并且由于磁各向异性，在每个[MnIII(taa)]分子上产生垂直于磁场的磁化分量。在此阶段，这些垂直磁化分量在晶体内相互抵消，因此整体磁化强度为零，但是，当进一步对其施加电场时，这些分子的磁化强度的排列会发生扭曲，抵消消失。 ，引起宏观磁化发生。未来，我们计划使用在磁场中具有改进的填充因子的拾波线圈来获得更准确的数据。

项目成果

Optical selection rules of the magnetic excitation in the S=1/2 one-dimensional Ising-like antiferromagnet BaCo2V2O8

S=1/2一维类伊辛反铁磁体BaCo2V2O8磁激发的光学选择规则

• DOI: 10.1103/physrevb.105.014417
• 发表时间: 2022
• 期刊: Phys. Rev. B
• 作者: S. Kimura;H. Onishi;A. Okutani;M. Akaki;Y. Narumi;M. Hagiwara;K. Okunishi;K. Kindo;Z. He;T. Taniyama;M. Itoh
• 通讯作者: M. Itoh

Magnetoelectric effect by the field-induced cluster magnetic quadrupole in the piezoelectric paramagnetic complex

压电顺磁复合体中场感应簇磁四极子的磁电效应

• 发表时间: 2021
• 作者: Y. Otsuki;S. Kimura;S. Awaji and M. Nakano
• 通讯作者: S. Awaji and M. Nakano

Nonreciprocal Directional Dichroism in a Magnetic-Field-Induced Ferroelectric Phase of Pb(TiO)Cu₄(PO₄)₄

Pb(TiO)Cu₄(PO₄)₄ 磁场诱导铁电相中的非互易方向二色性

• DOI: 10.7566/jpsj.90.123701
• 发表时间: 2021
• 期刊: Journal of the Physical Society of Japan
• 影响因子: 1.7
• 作者: Katsuyoshi Tsukasa;Kimura Kenta;Yang Zhuo;Kato Yasuyuki;Kimura Shojiro;Motome Yukitoshi;Kohama Yoshimitsu;Kimura Tsuyoshi
• 通讯作者: Kimura Tsuyoshi

Enhancement of the Magnetoelectric Effect Using the Dynamic Jahn-Teller Effect in a Transition-Metal Complex

利用过渡金属配合物中的动态 Jahn-Teller 效应增强磁电效应

• DOI: 10.1103/physrevlett.128.117601
• 发表时间: 2022
• 期刊: Physical Review Letters
• 影响因子: 8.6
• 作者: Otsuki Yasunao;Kimura Shojiro;Awaji Satoshi;Nakano Motohiro
• 通讯作者: Nakano Motohiro

擬一次元Ising型反強磁性体BaCo2V2O8における 磁気励起の光学選択則

准一维伊辛型反铁磁体BaCo2V2O8磁激发的光学选择规则

• 发表时间: 2021
• 作者: 木村尚次郎;大西弘明;奥谷顕;赤木暢;鳴海康雄;萩原政幸;奥西巧一;金道浩一;何長振;谷山智康;伊藤満
• 通讯作者: 伊藤満