【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.05.17】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

23TU0059

利用課題名 / Title

金属磁性体における非線形輸送特性の研究

利用した実施機関 / Support Institute

東北大学 / Tohoku Univ.

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions

キーワード / Keywords

強相関電子系材料,集束イオンビーム/ Focused ion beam

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

須藤 健太

所属名 / Affiliation

東北大学 金属材料研究所

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

木俣基

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

兒玉裕美子

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

TU-508：集束イオンビーム加工装置

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

物性物理学において対称性の破れは重要な概念である。時間・空間反転対称性の破れた金属系物質においては、非相反抵抗と呼ばれるオームの法則を破る新現象が生じることが近年報告され、注目を集めている。非相反抵抗は電流密度に比例するため、測定で検出される信号が試料の微細化により増強され、高精度の測定が可能となる。我々は、微細加工装置を用いてデバイスを作製し、非相反抵抗測定を行った。

実験 / Experimental

まず初めに、単結晶を微細加工装置に導入し微細単結晶を切り出した。次に切り出した微細単結晶を基板に乗せ、溝状の加工を施すことで電流端子、電圧端子を作製した。微細加工装置を用いて作成した電気抵抗測定用デバイスで、非相反抵抗の測定を行った。添付の図のように加工を施すことで、異なる結晶軸方向の電気抵抗測定を同時に行うことができる。

結果と考察 / Results and Discussion

微細加工デバイスを用いて測定を行い、非相反抵抗の検出に成功した。これまで磁場を印加しないと生じえなかった非相反抵抗を、ジグザグ型結晶構造を持つ反強磁性体を用いることによりゼロ磁場で生じさせた。また、微細加工により反強磁性ドメインが非相反抵抗に与える影響も明らかにした。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

図1. 微細加工装置を用いて作成した電気抵抗測定用デバイス

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

1. K. Sudo, H. Tanida, Y. Yanagi, M. Kimata, “Spontaneous Non-reciprocal Resistance in a Zig-zag Antiferromagnet NdRu2Al10”, International Conference on Strongly Correlated Electron Systems 2023 (7/2-7, Korea, 2023) Best poster award
2. 須藤健太, 谷田博司, 柳有起, 木俣基 “FIB微細加工を用いたアシンメトリ反強磁性体における非相反伝導の研究”, 第17回物性科学領域横断研究会, (11/24-25, 対面, 2023), 若手奨励賞
3. 須藤健太, 谷田博司, 柳有起, 木俣基 “ジグザグ反強磁性体NdRu2Al10における非相反電気抵抗” 日本物理学会2023 年次大会 (9/16-19, onsite, 2023), 口頭発表

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件