ISSP - The institute for Solid State Physics

Organization
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中辻研究室
教授
中辻 知
助教
酒井 明人
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物質科学のフロンティアは、新しい現象の発見にある。なかでも、無機物質は我々の生活を支える材料として最もよく利用されてきた。その無機物質から物質中の1023個もの電子が相互作用して創り出すマクロな量子現象が続々と発見されており、物理と化学を駆使した新物質の開発こそが新しい量子現象を目指す物質科学の醍醐味である。さらに、これらの量子現象の発見は現代の情報社会やIoT社会の基盤となる革新的技術を生みだしている。私達の研究室では、このような新しい機能の開発を目指した新物質開発に取り組み、スピントロニクス機能やエネルギーハーベスティングなどの応用に資する新たな量子機能を探求する研究を進めている。 そのため、私達の研究室では、物質の化学合成のみならず、新しい物理現象の発見を目指した最先端物性測定、また、それを応用したデバイス作製や薄膜測定にも力を入れている。多様な手法を用いて新しい化合物の単結晶育成や薄膜作製に自ら取り組むとともに、顕著な量子効果が現れる極低温から応用に重要な室温以上での様々な高精度物性測定を行っている。

a, 強磁性体における異常ホール効果(左図)と反強磁性体Mn3Snにおける異常ホール効果(右図)。強磁性体中では、自発磁化M によって電子の運動が曲げられることにより、ゼロ磁場下(B = 0)でホール効果が自発的に現れる。一方で、反強磁性体Mn3Snでは、ゼロ磁場下(B = 0)で、かつ、自発磁化Mのない状態において、ホール効果が自発的に現れる。この場合、電子の運動を曲げる要因となる仮想的な内部磁場bが、スピンキラリティの秩序化によってもたらされると考えられる。b, Mn3Snの磁気構造。カゴメ格子の各頂点に位置するMnは磁気モーメント(青矢印)を有し、キラル反強磁性構造を示す。c, Mn3Snにおける室温でのホール抵抗率の磁場依存性。

研究テーマ

  1. ワイル磁性体の量子伝導効果とそのスピントロニクス応用
  2. トポロジカル磁性体の開発とエネルギーハーベスティング
  3. トポロジカル量子相や新しい超伝導体の開拓