Theory of magneto-thermal transport by quantum clusters

量子簇磁热传输理论

• 批准号: 20K03810
• 负责人: 森 道康
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Japan Atomic Energy Agency
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K03810/
• 关键词: 希土類ガーネット; フォノンホール効果; 結晶場; 共鳴散乱; 中性子; X線; 中性子散乱; 熱ホール効果; クラスター; 多極子

電子クラスターによるフォノンホール効果を計算するためには、電子系の角運動量変化とフォノンの運動量変化の両方を伴った共鳴散乱振幅を見積もる必要がある。この目的のため、これまでテルビウムガリウムガーネット(TGG)を用いた非弾性中性子散乱実験を行い、磁場と共にエネルギーが増加する結晶場励起を観測してきた。この結晶場励起がTGGにおけるフォノンホール効果の鍵だと考えられる。結晶場励起とフォノンが相互作用するとレベル反発が起こる。この分裂の大きさを観測出来れば、フォノンホール効果の定量的評価が可能となる。そこで、日本原子力研究開発機構にある原子炉JRR-3で、中性子散乱実験を試みた。そして、他の施設での実験結果と整合する結晶場励起とフォノン励起を観測することができた。しかし、施設の問題で偏極中性子を使うことができず、また磁場を加えることもできなかった。これらの測定は次年度へ繰越となった。一方、TGGと同相のテルビウム鉄ガーネット(TIG)の研究も行った。希土類鉄ガーネットは、スピン熱電効果の実験で広く用いられている。スピン熱電効果の効率を決める要因の一つにスピン流生成が挙げられる。そのため、TIG中の磁気励起の詳細を調べなければならない。しかし、TIGは非共線磁気秩序を示すフェリ磁性体であることが報告されている。非共線磁気秩序であるため、測定や観測が困難になる可能性が考えられる。そこで、TIGが示す磁気構造の本質を抽出した模型を提案して、一つのスピン波励起で運動量に依存してスピン偏極が変化することを見出した。

为了计算由于电子簇而引起的声子孔效应，有必要通过电子系统的角动量变化和声音的动量变化来估计共振散射幅度。为此，已经进行了使用Terbium Galnet（TGG）的非弹性中子散射实验，以观察晶体场激发，其中能量随磁场而增加。这种晶体场激发被认为是TGG中语音孔效应的关键。当水晶场激发和声子相互作用时，就会发生电平排斥。如果可以观察到这种分裂的大小，则可以实现声子孔效应的定量评估。因此，我们尝试在日本原子能局的JRR-3反应堆进行中子散射实验。我们能够观察到与其他设施的实验结果一致的晶体场激发和声子激发。但是，由于设施问题，无法使用偏振中子，也不能应用磁场。这些衡量标准被延续到下一个财政年度。同时，我们还对与TGG相同的阶段进行了对Terbium铁石榴石（TIG）的研究。稀土铁石榴石被广泛用于自旋热电实验中。决定自旋热电效应效率的一个因素是自旋电流产生。因此，必须研究TIG中磁激发的细节。然而，据报道，TIG是一种表现出非共线磁性的铁磁物质。因为这是一个非连接磁性顺序，因此很难进行测量和观察。因此，我们提出了一个模型，该模型提取了TIG所示的磁结构的本质，并发现自旋极化取决于单个自旋波激发时动量。

项目成果

Half-integer Shapiro steps in strong ferromagnetic Josephson junctions

• DOI: 10.1103/physrevb.104.104414
• 发表时间: 2021-09
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: Yunyan Yao;Ranran Cai;See-Hun Yang;Wenyu Xing;Yang Ma;M. Mori;Yuan Ji;S. Maekawa;Xingwang Xie;W. Han

Nuclear Magnetic Relaxation Time near the Compensation Temperature in a Ferrimagnetic Insulator

亚铁磁绝缘体中补偿温度附近的核磁弛豫时间

• DOI: 10.7566/jpsj.89.114705
• 发表时间: 2020
• 期刊: Journal of the Physical Society of Japan
• 影响因子: 1.7
• 作者: S. Cho;T. Nakayama;Mori Michiyasu
• 通讯作者: Mori Michiyasu

Direct visualization of the three-dimensional shape of skyrmion strings in a noncentrosymmetric magnet

• DOI: 10.1038/s41563-021-01141-w
• 发表时间: 2021-11-11
• 期刊: NATURE MATERIALS
• 影响因子: 41.2
• 作者: Seki, S.;Suzuki, M.;Ono, T.
• 通讯作者: Ono, T.

スピン1/2擬一次元イジング型反強磁性体BaCo_2_V_2_O_8_の横磁場中のスピン励起

自旋1/2准一维伊辛反铁磁体BaCo_2_V_2_O_8_在横向磁场中的自旋激发

• 发表时间: 2020
• 作者: 萩原政幸;奥谷顕;大西弘明;木村尚次郎;竹内徹也;木田孝則;森道康;三宅厚志;徳永将史;金道浩一
• 通讯作者: 金道浩一

Numerical simulation study of magnetic skyrmion-string dynamics in stepped samples

阶梯样品中磁斯格明子弦动力学的数值模拟研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 香村芳樹;澤田圭;大和田健二他;Wataru Koshibae and Naoto Nagaosa
• 通讯作者: Wataru Koshibae and Naoto Nagaosa