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中島研究室

助教 齋藤 開

研究テーマ

  • 中性子散乱による磁気スキルミオンの構造とそのダイナミクスの研究
  • 光の電場成分に応答する磁気励起 – エレクトロマグノン -
  • 異方的な応力を用いたマルチフェロイック物質の磁性と誘電性の制御
  • 時分割中性子散乱法を用いた磁性体における非平衡・過渡現象の研究

固体の磁気的性質は非常に古くから知られており、精力的に研究されてきたテーマである。例えば我々の身近にある磁石では、固体中のスピンが自発的に同じ方向に揃う「強磁性」が実現している。これ以外にも、らせん型や渦型など様々な磁気秩序が存在するが、近年それらのスピン配列の幾何学的特徴が、物質の誘電性、伝導性、あるいは弾性などを大きく変化させ得ることが明らかになってきた。本研究室ではこのような「スピン秩序によって引き起こされる創発物性現象」を主な研究テーマとしている。例としては、らせん型の磁気秩序によって電気分極を生じるマルチフェロイック系や、トポロジカルな渦状磁気構造である磁気スキルミオン等を対象として、中性子散乱とX線散乱を用いて磁気秩序とその励起状態を明らかにすることに取り組んでいる。また、中性子散乱技術自体を発展させるべく、多重極限環境下の測定や時分割測定など、新たな手法開発にも取り組む。

(a) 磁気スキルミオン格子状態におけるスピン配列の模式図 (b) 磁気スキルミオン物質MnSiの熱平衡-準安定状態図。0.2 Tの磁場中で急加熱・急冷することで準安定スキルミオン状態が実現する。
MnSiの準安定スキルミオン格子が熱パルスによって消滅し、その後再形成される過程を時分割中性子小角散乱によって観測した結果。

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