ISSP - The institute for Solid State Physics

Organization
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中辻研究室
教授
中辻 知
特任助教
酒井 明人
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物理学のフロンティアは、新しい物理現象の発見にあります。なかでも、現代の電子・情報社会を支える材料である無機物質から、物質中の1023個もの電子が相互作用して創りだ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性物理の醍醐味であると言えます。私達の研究室では、特に遷移金属化合物や、重い電子系と呼ばれる金属間化合物の新物質開発に取り組み、量子現象として、スピン・軌道の秩序と隣接した新しいタイプの超伝導・金属状態、さらに、幾何学的フラストレーションの効果として期待される、磁性半導体での新しいスピン液体状態、量子輸送現象などに注目して研究を進めています。 私たちの研究室は、物質の化学合成、薄膜作成のみならず、こうした新しい物理現象の発見を目指した物性測定とスピントロニクス測定にも力を入れています。多様な合成法を用いて新しい化合物の単結晶育成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室温まで様々な物性測定を行っています。現在の主なテーマは、(1)量子相転移近傍でのエキゾティック超伝導と異常金属状態、(2)磁性体での巨視的トポロジカル量子効果、(3)フラストレートした磁性体での量子スピン液体状態などがあります。

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. 量子相転移近傍での新しい超伝導と異常金属状態
  2. 磁性体における巨視的トポロジカル量子効果
  3. フラストレートした磁性体での新奇磁性、量子スピン液体状態