強相関量子科学 / Quantum Science on Strong Correlation

研究成果

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２０１３年度　プレスリリース 計 １５ 件　（２０１３年４月～現在）

2014.02.21
ディラック状態を固体と固体との「界面」でも検出
—トポロジカル絶縁体を用いた低消費電力素子への応用に期待—

  • 理化学研究所（理研、野依良治理事長）と東京大学（濱田純一総長）は、近年見いだされた新物質のトポロジカル絶縁体「(Bi1-xSbx)2Te3薄膜」とインジウムリン（InP）半導体を接合した素子を用い、トポロジカル絶縁体に特徴的な「ディラック状態[1]」を固体と固体との「界面」で検出することに初めて成功しました。これは、東京大学大学院工学系研究科物理工学専攻博士課程大学院生の吉見龍太郎（強相関物性研究グループ研修生）、菊竹航（強相関理論研究グループ研修生）と、東京大学大学院工学系研究科の塚﨑敦特任講師（現 東北大学金属材料研究所教授・理研客員研究員）、ジョセフチェケルスキー特任講師（現 マサチューセッツ工科大学准教授・理研客員研究員）、および理研創発物性科学研究センター（十倉好紀センター長）強相関界面研究グループの高橋圭上級研究員、川﨑雅司グループディレクター（東京大学大学院工学系研究科教授）、強相関物性研究グループの十倉好紀グループディレクター（東京大学大学院工学系研究科教授）との共同研究グループによる成果です。
  • プレスリリース詳細は以下をご覧下さい。
  • 理化学研究所　プレスリリース
    http://www.riken.jp/pr/press/2014/20140220_2/
    60秒でわかるプレスリリース：http://www.riken.jp/pr/press/2014/20140220_2/digest/
  • 論文：
    R. Yoshimi, A. Tsukazaki, K. Kikutake, J. G. Checkelsky, K. S. Takahashi, M. Kawasaki and Y. Tokura
    "Dirac electron states formed at the heterointerface between a to pological-insulator and a conventional semiconductor"
    Nature Materials 13, 253–257 (20 February 2014)
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2014.01.29
スキルミオン分子の生成と低電流密度での駆動に成功
—磁気輸送特性、高密度・低消費電力性を高める磁性材料—

  • 理化学研究所（理研、野依良治理事長）と東京大学（濱田純一総長）、物質・材料研究機構（潮田資勝理事長）は、1軸異方性を持つ強磁性体である層状マンガン酸化物「La1+2xSr2-2xMn2O7」薄膜中に、初めてトポロジカルチャージ2を持つ電子スピン渦の結合状態「スキルミオン分子」を生成し、可視化に成功しました。さらに、強磁性体中の磁壁を駆動するのに必要とされる電流密度(1平方メートルあたり約10億アンペア)の1000分の1以下で、スキルミオン分子を駆動させました。これは、理研創発物性科学研究センター（十倉好紀センター長）強相関物性研究グループの于秀珍（ウ・シュウシン）上級研究員と十倉好紀グループディレクター（東京大学大学院工学系研究科教授）、物質・材料研究機構先端的共通技術部門（藤田大介部門長）表界面構造・物性ユニット木本浩司ユニット長らによる共同研究グループの成果です。
  • プレスリリース詳細は以下をご覧下さい。
  • 理化学研究所　プレスリリース
    http://www.riken.jp/pr/press/2014/20140128_1/
    60秒でわかるプレスリリース：http://www.riken.jp/pr/press/2014/20140128_1/digest/
  • 論文：
    X. Z. Yu, Y. Tokunaga, Y. Kaneko, W. Z. Zhang, K. Kimoto, Y. Matsui, Y. Taguchi
    & Y. Tokura
    "Biskyrmion states and their current-driven motion in a layered manganite"
    Nature Communications 5, 3198, doi: 10.1038/ncomms4198 (28 January 2014)
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2014.01.27
キラル磁性体中の「スキルミオン」が示す回転現象を発見
—高密度・省電力メモリ素子への応用に向けスキルミオンの制御法にめど—

  • 理化学研究所（理研、野依良治理事長）、東京大学（濱田純一総長）、青山学院大学（仙波憲一学長）は、電子スピンの渦状構造体「スキルミオン」が格子状に配列された「スキルミオン結晶」に、光や電子線を照射して同心円状の温度勾配を与えると、特定の方向に回転する現象を発見しました。スキルミオンを情報担体とする次の磁気記憶・演算デバイスの実現に重要な指針になります。これは、理研創発物性科学研究センター強相関物性研究グループの十倉好紀センター長兼グループディレクター（東京大学大学院工学系研究科教授）と于 秀珍（ウ シュウシン）上級研究員、望月維人客員研究員（青山学院大学理工学部准教授、JSTさきがけ兼任研究者）、同センター強相関理論研究グループの永長直人グループディレクター（東京大学大学院工学系研究科教授）らの共同研究グループの成果です。
  • プレスリリース詳細は以下をご覧下さい。
  • 理化学研究所　プレスリリース
    http://www.riken.jp/pr/press/2014/20140127_1/
    60秒でわかるプレスリリース：http://www.riken.jp/pr/press/2014/20140127_1/digest/
  • 論文：
    Masahito Mochizuki, Xiuzhen Yu, Shinichiro Seki, Naoya Kanazawa, Wataru Koshibae, Jiadong Zang, Maxim Mostovoy, Yoshinori Tokura, and Naoto Nagaosa.
    "Thermally Driven Ratchet Motion of a Skyrmion Microcrystal and Topological Magnon Hall Effect"
    Nature Materials doi: 10.1038/nmat3862 (26 January 2014)
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2013.12.20
3次元半導体物質におけるベリー位相の検出に成功
—電子スピンの幾何学的性質により定まる量子力学的位相を発見—

  • 理化学研究所（理研、野依良治理事長）は、極性を持つ（上下の反転対称性が破れた）3次元の半導体物質「BiTeI（Bi:ビスマスTe:テルル I:ヨウ素）を使い、3次元物質における電子スピンのベリー位相[1]の検出に初めて成功しました。これは、理研創発物性科学研究センター（十倉好紀センター長）強相関量子伝導研究チームのハロルド・ファンチームリーダー、村川寛客員研究員、強相関理論研究グループの永長直人グループディレクター、モハマド・サイード・バーラミー客員研究員、強相関物性研究グループの十倉好紀グループディレクター、金子良夫上級技師、東京大学国際超強磁場科学研究施設徳永将史准教授、小濱芳允特任助教、スタンフォード大学のクリスベル助教との共同研究グループによる成果です。
  • プレスリリース詳細は以下をご覧下さい。
  • 理化学研究所　プレスリリース
    http://www.riken.jp/pr/press/2013/20131220_1/
    60秒でわかるプレスリリース：http://www.riken.jp/pr/press/2013/20131220_1/digest/
  • 論文：
    H. Murakawa, M. S. Bahramy, M. Tokunaga, Y. Kohama, C. Bell, Y. Kaneko, N. Nagaosa, H. Y. Hwang, Y. Tokura
    "Detection of Berry’s Phase in a Bulk Rashba Semiconductor"
    Science 342, 1490-1493 (20 December 2013)
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2013.12.12
常温有機強誘電体の分極反転を阻害する要因を発見
—分極反転を不完全にしているのは特定の向きを持った強誘電ドメイン壁—

  • 理化学研究所（理研、野依良治理事長）は、常温有機強誘電体において、加える電圧の極性の向きに応じて電荷の偏りが反転する「電気分極の反転」を阻害している要因を発見しました。これを除去することで、反転可能な電気分極量を5倍以上向上させ、本来の材料特性を引き出すことに成功しました。これは、理研創発物性科学研究センター（十倉好紀センター長）動的創発物性研究ユニットの賀川史敬ユニットリーダー、強相関物性研究グループの十倉好紀グループディレクターらの共同研究グループによる成果です。
  • プレスリリース詳細は以下をご覧下さい。
  • 理化学研究所　プレスリリース
    http://www.riken.jp/pr/press/2013/20131212_1/
    60秒でわかるプレスリリース：http://www.riken.jp/pr/press/2013/20131212_1/digest/
  • 論文：
    F. Kagawa, S. Horiuchi, N. Minami, S. Ishibashi, K. Kobayashi, R. Kumai, Y. Murakami, and Y. Tokura
    "Polarization Switching Ability Dependent on Multidomain Topology in a Uniaxial Organic Ferroelectric"
    Nano Letters doi:10.1021/nl403828u (12 December 2013)
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2013.09.09
新しい高密度・低消費電力デバイスの実現に前進
—電子スピンの渦「スキルミオン」の制御法を理論的に解明—

  • 理化学研究所（理研、野依良治理事長）は、電子スピンが渦状に並んだ磁気構造の「スキルミオン」が、制限された空間（回路）で電流を流したときに現れる動的特性を、大規模なシミュレーションを用いて理論的に解明しました。また、回路に微小な切れ込み（狭窄構造）を作って電流を流すだけで、簡単にスキルミオンを生成できることも発見しました。これは、理研創発物性科学研究センター（十倉好紀センター長）強相関理論研究グループの永長直人グループディレクター（東京大学大学院工学系研究科教授）、東京大学大学院工学系研究科の岩崎惇一大学院生、青山学院大学理工学部物理・数理学科望月維人准教授らの共同研究グループによる成果です。
  • プレスリリース詳細は以下をご覧下さい。
  • 理化学研究所　プレスリリース
    http://www.riken.jp/pr/press/2013/20130909_2/
    60秒でわかるプレスリリース：http://www.riken.jp/pr/press/2013/20130909_2/digest/
  • 論文：
    Junichi Iwasaki, Masahito Mochizuk, and Naoto Nagaosa
    "Current-induced skyrmion dynamics in constricted geometries"
    Nature Nanotechnology doi:10.1038/NNANO.2013.176 (09 September 2013)
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2013.09.09
電子スピンの渦「スキルミオン」のサイズと渦の向きを自在に制御
—スキルミオンを記録ビットとする省電力メモリ素子の実現に前進—

  • 理化学研究所（理研、野依良治理事長）、東京大学（濱田純一総長）、物質・材料研究機構（潮田資勝理事長）は、マンガン（Mn）、鉄（Fe）、ゲルマニウム（Ge）の化合物「Mn1-xFexGe」で、電子スピンが渦状に並んだ磁気構造体「スキルミオン」のサイズと渦の向きがマンガンと鉄の濃度比で制御できることを見いだしました。これはスキルミオンを記録ビットとして用いる省電力磁気メモリ素子の実現に重要な指針を与えるものです。本成果は、理研創発物性科学研究センター強相関物性研究グループの十倉好紀センター長兼グループリーダー（東京大学大学院工学系研究科教授）と柴田基洋研修生（東京大学大学院工学系研究科博士課程大学院生）、物質・材料研究機構先端的共通技術部門（藤田大介部門長）表界面構造・物性ユニットの木本浩司ユニット長らの共同研究グループによるものです。
  • プレスリリース詳細は以下をご覧下さい。
  • 理化学研究所　プレスリリース
    http://www.riken.jp/pr/press/2013/20130909_1/
    60秒でわかるプレスリリース：http://www.riken.jp/pr/press/2013/20130909_1/digest/
  • 論文：
    Kiyou Shibata, Xiuzhen Yu, Toru Hara, Daisuke Morikawa, Naoya Kanazawa, Koji Kimoto, Shintaro Ishiwata, Yoshio Matsui, and Yoshinori Tokura
    "Towards control of the size and helicity of skyrmions in helimagnetic alloys by spin-orbit coupling"
    Nature Nanotechnology doi:10.1038/NNANO.2013.174 (09 September 2013)
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2013.09.02
ナノスケールのスピン渦「スキルミオン」を利用したマイクロ波整流効果を発見
—マイクロ波応答の新原理を実証—

  • 最先端研究開発支援プログラム(強相関量子科学)の事業の一環として、東京大学大学院工学系研究科の十倉好紀教授と岡村嘉大大学院生、賀川史敬講師らの研究グループは、スキルミオンが磁気共鳴を起こす際に吸収されるマイクロ波の量がマイクロ波の伝搬方向によって変わるという現象の観測に成功しました。本成果で見出された新規機能性やその動作原理を応用することで、マイクロ波整流デバイスや電場印加によって透磁率が変わるインダクターなど、スキルミオンを基盤とした応用の可能性が示されました。
  • プレスリリース詳細は以下をご覧下さい。
  • 東京大学工学部　プレスリリース
    http://www.t.u-tokyo.ac.jp/epage/release/2013/2013090201.html
    詳細記事pdf：http://www.t.u-tokyo.ac.jp/pdf/2013/20130830_okamura.pdf
  • 論文：
    Y. Okamura, F. Kagawa, M. Mochizuki, M. Kubota, S. Seki, S. Ishiwata, M. Kawasaki, Y. Onose, and Y. Tokura
    "Microwave magnetoelectric effect via skyrmion resonance modes in a helimagnetic multiferroic"
    Nature Communications doi:10.1038/ncomms3391 (30 August 2013)
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2013.08.23
世界で初めて、有機物に電圧を加えて超伝導を実現

  • 自然科学研究機構分子科学研究所（協奏分子システム研究センター）の山本浩史教授、須田理行助教、独立行政法人理化学研究所の加藤礼三主任研究員、および同研究所創発物性科学研究センターの岩佐義宏チームリーダー、中野匡規客員研究員（現所属・東北大学）らの研究グループは、最先端のシリコンテクノロジーに用いられている「歪み制御」技術（＊１）を用いて、有機物に電圧を加えることで動作する超伝導スイッチを世界で初めて開発しました。この技術は将来、低コスト・省エネルギーで製造可能なフレキシブルデバイスの開発につながる可能性があります。
  • プレスリリース詳細は以下をご覧下さい。
  • 分子科学研究所　プレスリリース
    http://www.ims.ac.jp/topics/2013/130823.html
  • 論文：
    Hiroshi M. Yamamoto, Masaki Nakano, Masayuki Suda, Yoshihiro Iwasa, Masashi Kawasaki & Reizo Kato
    "A strained organic field-effect transistor with a gate-tunable superconducting channel"
    Nature Communications doi:10.1038/ncomms3379 (23 August 2013)
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2013.07.31
超伝導体の物質設計に道を開く新たな理論計算手法の開発

  • ＪＳＴ 課題達成型基礎研究の一環として、東京大学 大学院工学系研究科（理化学研究所 創発物性科学研究センター　客員研究員）の有田 亮太郎　准教授と同大学の明石 遼介　大学院生は、物質の結晶構造と構成元素の情報だけを用いて、超伝導体が超伝導状態に変化する転移温度を精密に評価する新理論計算手法を開発しました。
  • プレスリリース詳細は以下をご覧下さい。
  • 科学技術振興機構（ＪＳＴ）　プレスリリース
    http://www.jst.go.jp/pr/announce/20130731/index.html
  • 論文：
    Ryosuke Akashi and Ryotaro Arita
    "Development of Density-Functional Theory for a Plasmon-Assisted Superconducting State: Application to Lithium Under High Pressures"
    Phys. Rev. Lett. 111, 057006 (01 August 2013)
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2013.07.31
プリンテッドエレクトロニクスのための液滴シミュレーション技術
—親水／撥水パターン上の液滴形状を簡易・高速・高精度に予測—

  • 独立行政法人 産業技術総合研究所【理事長 中鉢 良治】（以下「産総研」という）フレキシブルエレクトロニクス研究センター【研究センター長 鎌田 俊英】フレキシブル有機半導体チーム 野田 祐樹 産総研特別研究員、松井 弘之 共同研究員（国立大学法人 東京大学大学院 新領域創成科学研究科）、同研究センター 長谷川 達生 副研究センター長らは、表面濡れ性（親水性／撥水性）の違いによってパターニングを施した基板表面上にインクを印刷塗布したときのインク液滴の形状を、簡易・高速・高精度に予測するシミュレーションソフトウエアを開発しました。
  • プレスリリース詳細は以下をご覧下さい。
  • 産総研　プレスリリース
    http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2013/pr20130731/pr20130731.html
  • 開発した液滴形状シミュレーションソフトウエア「HyDro」("Droplet Simulator: HyDro"):
    https://sites.google.com/site/hydrojpn/
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2013.07.29
ポストグラフェン材料WSe2に新たな機能
—電場でスピン自由度の制御が可能に—

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2013.07.11
強相関絶縁体における歪み誘起磁化の起源を解明
—歪みによって強相関電子のスピン及び軌道(電子雲の形)の整列現象を制御—

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2013.06.10
電子のガラス状態を発見
—ガラス化メカニズムの普遍的解明へ大きく前進—

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2013.04.22
銀ナノシートを有する層状化合物において超高電子移動度を実現
—室温以下で動作する新しい熱電変換素子の開発に道—

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