2024/06/15 更新

写真a

モチヅキ マサヒト
望月 維人
所属
理工学術院 先進理工学部
職名
教授
学位
博士(理学) ( 2003年03月 東京大学 )
プロフィール
1998年3月 東京大学理学部物理学科卒業
2000年3月 東京大学大学院理学系研究科物理学専攻修士課程修了
2003年3月 東京大学大学院理学系研究科物理学専攻博士課程修了
2003年4月1日 日本学術振興会特別研究員(PD)
2006年4月1日 (独)理化学研究所基礎科学特別研究員
2007年1月1日 科学技術振興機構戦略的創造研究推進事業研究員
2009年4月16日 東京大学大学院工学系研究科物理工学専攻 特任講師
2013年4月1日 青山学院大学理工学部物理・数理学科 准教授
2013年10月1日 (独)科学技術振興機構 さきがけ(兼任)
2017年4月1日 早稲田大学理工学術院先進理工学部応用物理学科 教授

委員歴

  • 2019年04月
    -
    2023年03月

    日本物理学会  JPSJ編集委員(Associate Editor)

  • 2021年11月
    -
    2022年03月

    日本物理学会  日本物理学会英文誌SNS関連ワーキンググループ委員

  • 2020年06月
    -
    2021年03月

    日本物理学会  JPS Hot Topicsウェブサイトアドバイザー

  • 2019年04月
    -
    2021年03月

    日本物理学会誌新著紹介委員

  • 2014年04月
    -
    2017年03月

    日本物理学会誌編集委員

  • 2014年04月
    -
    2015年03月

    日本物理学会領域8運営委員

▼全件表示

所属学協会

  •  
     
     

    日本磁気学会

  •  
     
     

    応用物理学会

  •  
     
     

    日本物理学会

研究分野

  • 磁性、超伝導、強相関系

受賞

  • JPSJ閲読者賞

    2022年03月   (一社)日本物理学会  

    受賞者: 望月維人

  • 早稲田大学リサーチアワード(国際研究発信力)

    2019年02月   早稲田大学  

    受賞者: 望月 維人

  • 科学技術分野の文部科学大臣表彰若手科学者賞

    2015年04月   文部科学省   マグノン励起による磁性制御の理論研究  

    受賞者: 望月 維人

  • 日本物理学会若手奨励賞(領域8)

    2014年03月   (一社)日本物理学会   マルチフェロイックMn ペロブスカイトの電気磁気現象に関する理論研究  

    受賞者: 望月 維人

 

論文

  • Magnon-Skyrmion Hybrid Quantum Systems: Tailoring Interactions via Magnons

    Xue-Feng Pan, Peng-Bo Li, Xin-Lei Hei, Xichao Zhang, Masahito Mochizuki, Fu-Li Li, Franco Nori

    Physical Review Letters   132 ( 19 )  2024年05月

    DOI

  • Transformation of a skyrmionium to a skyrmion through the thermal annihilation of the inner skyrmion

    Anjie Jiang, Yan Zhou, Xichao Zhang, Masahito Mochizuki

    Physical Review Research   6 ( 1 ) 013229/1 - 013229/16  2024年03月  [査読有り]

    担当区分:最終著者, 責任著者

    DOI

  • Global rotation of skyrmion bags under vertical microwave fields

    Lan Bo, Rongzhi Zhao, Xichao Zhang, Masahito Mochizuki, Xuefeng Zhang

    Journal of Applied Physics   135 ( 6 ) 063905/1 - 063905/6  2024年02月  [査読有り]

    担当区分:責任著者

     概要を見る

    Magnetic skyrmion bags are composite topological spin textures with arbitrary topological charges. Here, we computationally study the transient rotational motion of skyrmion bags, which is characterized by a global rotation of inner skyrmions around the central point. Distinct from conventional rotational modes found in skyrmions, the observed rotation is a forced motion associated with the breathing mode induced solely by vertical microwave fields. The driving force behind this rotation originates from the interactions between outer and inner skyrmions, with the angular velocity determined by the phase difference resulting from their asynchronous breathing behaviors. It is also found that skyrmion bags with larger skyrmion numbers are more conducive to the occurrence of the rotation. Our results are useful for understanding the cluster dynamics of complex topological spin textures driven by dynamic fields.

    DOI

    Scopus

  • Chiral Skyrmions Interacting with Chiral Flowers

    Xichao Zhang, Jing Xia, Oleg A. Tretiakov, Motohiko Ezawa, Guoping Zhao, Yan Zhou, Xiaoxi Liu, Masahito Mochizuki

    Nano Letters   23 ( 24 ) 11793 - 11801  2023年12月  [査読有り]

    担当区分:最終著者, 責任著者

    DOI

    Scopus

    2
    被引用数
    (Scopus)
  • Spontaneous Vortex‐Antivortex Pairs and Their Topological Transitions in a Chiral‐Lattice Magnet

    Xiuzhen Yu, Naoya Kanazawa, Xichao Zhang, Yoshio Takahashi, Konstantin V. Iakoubovskii, Kiyomi Nakajima, Toshiaki Tanigaki, Masahito Mochizuki, Yoshinori Tokura

    Advanced Materials   36 ( 1 ) 2306441/1 - 2306441/9  2023年11月  [査読有り]

     概要を見る

    Abstract

    The spontaneous formation and topological transitions of vortex‐antivortex pairs have implications for a broad range of emergent phenomena, for example, from superconductivity to quantum computing. Unlike magnets exhibiting collinear spin textures, helimagnets with noncollinear spin textures provide unique opportunities to manipulate topological forms such as (anti)merons and (anti)skyrmions. However, it is challenging to achieve multiple topological states and their interconversion in a single helimagnet due to the topological protection for each state. Here, the on‐demand creation of multiple topological states in a helimagnet Fe0.5Co0.5Ge, including a spontaneous vortex pair of meron with topological charge N = −1/2 and antimeron with N = 1/2, and a vortex‐antivortex bundle, that is, a bimeron (meron pair) with N = −1 is reported. The mutual transformation between skyrmions and bimerons with respect to the competitive effects of magnetic field and magnetic shape anisotropy is demonstrated. It is shown that electric currents drive the individual bimerons to form their connecting assembly and then into a skyrmion lattice. These findings signify the feasibility of designing topological states and offer new insights into the manipulation of noncollinear spin textures for potential applications in various fields.

    DOI

    Scopus

    4
    被引用数
    (Scopus)
  • Handwritten digit recognition by spin waves in a Skyrmion reservoir

    Mu-Kun Lee, Masahito Mochizuki

    Scientific Reports   13 ( 1 ) 19423/1 - 19423/9  2023年11月  [査読有り]

    担当区分:最終著者, 責任著者

     概要を見る

    Abstract

    By performing numerical simulations for the handwritten digit recognition task, we demonstrate that a magnetic skyrmion lattice confined in a thin-plate magnet possesses high capability of reservoir computing. We obtain a high recognition rate of more than 88%, higher by about 10% than a baseline taken as the echo state network model. We find that this excellent performance arises from enhanced nonlinearity in the transformation which maps the input data onto an information space with higher dimensions, carried by interferences of spin waves in the skyrmion lattice. Because the skyrmions require only application of static magnetic field instead of nanofabrication for their creation in contrast to other spintronics reservoirs, our result consolidates the high potential of skyrmions for application to reservoir computing devices.

    DOI

    Scopus

    1
    被引用数
    (Scopus)
  • Laminar and transiently disordered dynamics of magnetic-skyrmion pipe flow

    Xichao Zhang, Jing Xia, Oleg A. Tretiakov, Motohiko Ezawa, Guoping Zhao, Yan Zhou, Xiaoxi Liu, Masahito Mochizuki

    Physical Review B   108 ( 14 ) 144428/1 - 144428/14  2023年10月  [査読有り]

    担当区分:最終著者, 責任著者

    DOI

  • Reversible magnetic domain reorientation induced by magnetic field pulses of fixed direction

    Xichao Zhang, Jing Xia, Oleg A. Tretiakov, Guoping Zhao, Yan Zhou, Masahito Mochizuki, Xiaoxi Liu, Motohiko Ezawa

    Physical Review B   108 ( 6 ) 064410/1 - 064410/11  2023年08月  [査読有り]

    DOI

  • Theory of Magnetic Vortex Crystals Induced by Electric Dipole Interactions

    Tatsuki Muto, Masahito Mochizuki

    Journal of the Physical Society of Japan   92 ( 8 ) 084704/1 - 084704/7  2023年07月  [査読有り]

    担当区分:最終著者, 責任著者

    DOI

  • Controllable creation of skyrmion bags in a ferromagnetic nanodisk

    Lan Bo, Rongzhi Zhao, Chenglong Hu, Xichao Zhang, Xuefeng Zhang, Masahito Mochizuki

    Physical Review B   107 ( 22 ) 224431/1 - 224431/7  2023年06月  [査読有り]

    担当区分:最終著者, 責任著者

    DOI

  • Theoretical Studies of Photoinduced Topological Phase Transitions in Organic Salt \(\alpha \)-(BEDT-TTF)2I3

    Keisuke Kitayama, Masao Ogata, Yasuhiro Tanaka, Masahito Mochizuki

    Proceedings of the 29th International Conference on Low Temperature Physics (LT29)   38   011150/1 - 011150/5  2023年05月  [査読有り]

    担当区分:最終著者, 責任著者

    DOI

  • Machine-learning detection of the Berezinskii-Kosterlitz-Thouless transition and the second-order phase transition in XXZ models

    Yusuke Miyajima, Masahito Mochizuki

    Physical Review B   107 ( 13 ) 134420/1 - 134420/16  2023年04月  [査読有り]

    担当区分:最終著者, 責任著者

    DOI

  • Thermoelectric effect of a skyrmion crystal confined in a magnetic disk

    Junnosuke Matsuki, Masahito Mochizuki

    Physical Review B   107 ( 10 ) L100408/1 - L100408/5  2023年03月  [査読有り]

    担当区分:最終著者, 責任著者

    DOI

  • Stabilizing electromagnons in CuO under pressure

    M. Verseils, P. Hemme, D. Bounoua, R. Cervasio, J-B. Brubach, S. Houver, Y. Gallais, A. Sacuto, D. Colson, T. Iijima, M. Mochizuki, P. Roy, M. Cazayous

    npj Quantum Materials   8 ( 1 ) 11/1 - 11/7  2023年02月  [査読有り]

     概要を見る

    Abstract

    Electromagnons (Electroactive spin wave excitations) could prove to be decisive in information technologies but they remain fragile quantum objects, mainly existing at low temperatures. Any future technological application requires overcoming these two limitations. By means of synchrotron radiation infrared spectroscopy performed in the THz energy range and under hydrostatic pressure, we tracked the electromagnon in the cupric oxide CuO, despite its very low absorption intensity. We demonstrate how a low pressure of 3.3 GPa strongly increases the strength of the electromagnon and expands its existence to a large temperature range enhanced by 40 K. Accordingly, these two combined effects make the electromagnon of CuO under pressure a more ductile quantum object. Numerical simulations based on an extended Heisenberg model were combined to the Monte-Carlo technique and spin dynamics to account for the magnetic phase diagram of CuO. They enable to simulate the absorbance response of the CuO electromagnons in the THz range.

    DOI

    Scopus

  • Predicted Novel Type of Photoinduced Topological Phase Transition Accompanied by Collision and Collapse of Dirac-cone Pair in Organic Salt α-(BEDT-TTF)2I3

    Keisuke Kitayama, Masao Ogata, Masahito Mochizuki, Yasuhiro Tanaka

    Journal of the Physical Society of Japan   91 ( 10 ) 104704/1 - 104704/8  2022年10月  [査読有り]

    担当区分:責任著者

    DOI

  • Dynamical Magnetic Phase Transitions in Spin-Charge Coupled Systems

    M. Mochizuki, R. Eto, T. Inoue

    Proceedings of META 2022 Torremolinos - Spain     401  2022年09月

  • Reservoir Computing with Spin Waves in a Skyrmion Crystal

    Mu-Kun Lee, Masahito Mochizuki

    Physical Review Applied   18 ( 1 ) 014704/1 - 014704/18  2022年07月  [査読有り]

    担当区分:最終著者, 責任著者

    DOI

  • Dynamical Phase Transitions in the Photodriven Charge-Ordered Dirac-Electron System

    Yasuhiro Tanaka, Masahito Mochizuki

    Physical Review Letters   129 ( 4 ) 047402-1 - 047402-6  2022年07月  [査読有り]

    担当区分:最終著者, 責任著者

    DOI

  • 有機導体α-(BEDT-TTF)2I3の光誘起トポロジカル相転移の理論研究

    望月維人, 北山圭亮, 田中康寛, 小形正男

    固体物理   57 ( 7 ) 1(397) - 13(409)  2022年07月  [招待有り]

    担当区分:筆頭著者

  • Low-Energy Excitations of Skyrmion Crystals in a Centrosymmetric Kondo-Lattice Magnet: Decoupled Spin-Charge Excitations and Nonreciprocity

    Rintaro Eto, Rico Pohle, Masahito Mochizuki

    Physical Review Letters   129 ( 1 ) 017201/1 - 017201/7  2022年06月  [査読有り]

    担当区分:最終著者, 責任著者

    DOI

  • Photoinduced 120-degree spin order in the Kondo-lattice model on a triangular lattice

    Takashi Inoue, Masahito Mochizuki

    Physical Review B   105 ( 14 ) 144422/1 - 144422/15  2022年04月  [査読有り]

    担当区分:最終著者, 責任著者

    DOI

  • Proposed Negative Thermal Expansion in Honeycomb-Lattice Antiferromagnets

    Yuto Uwabo, Masahito Mochizuki

    Journal of the Physical Society of Japan   90 ( 10 ) 104712 - 104712  2021年10月  [査読有り]

    DOI

  • Floquet Theory of Photoinduced Topological Phase Transitions in the Organic Salt α-(BEDT-TTF)2I3 Irradiated with Elliptically Polarized Light

    Keisuke Kitayama, Yasuhiro Tanaka, Masao Ogata, Masahito Mochizuki

    Journal of the Physical Society of Japan   90 ( 10 ) 104705 - 104705  2021年10月  [査読有り]

    DOI

    Scopus

    6
    被引用数
    (Scopus)
  • Dynamical switching of magnetic topology in microwave-driven itinerant magnet

    Rintaro Eto, Masahito Mochizuki

    Physical Review B   104 ( 10 ) 104425  2021年09月  [査読有り]

    DOI

  • Predicted photoinduced pair annihilation of emergent magnetic charges in the organic salt α−(BEDT−TTF)2I3 irradiated by linearly polarized light

    Keisuke Kitayama, Masahito Mochizuki, Yasuhiro Tanaka, Masao Ogata

    Physical Review B   104 ( 7 ) 075127  2021年08月  [査読有り]

    DOI

    Scopus

    2
    被引用数
    (Scopus)
  • Real-time dynamics of the photoinduced topological state in the organic conductor α−(BEDT−TTF)2I3 under continuous-wave and pulse excitations

    Yasuhiro Tanaka, Masahito Mochizuki

    Physical Review B   104 ( 8 ) 085123  2021年08月  [査読有り]

    DOI

    Scopus

    4
    被引用数
    (Scopus)
  • Machine learning detection of Berezinskii-Kosterlitz-Thouless transitions in q -state clock models

    Yusuke Miyajima, Yusuke Murata, Yasuhiro Tanaka, Masahito Mochizuki

    Physical Review B   104 ( 7 ) 075114  2021年08月  [査読有り]

    DOI

    Scopus

    17
    被引用数
    (Scopus)
  • Orbital and magnetic ordering and domain-wall conduction in ferrimagnet La5Mo4O16

    Takuro Katsufuji, Masayuki Miyake, Makoto Naka, Masahito Mochizuki, Sota Kogo, Tomomasa Kajita, Yasuhiro Shimizu, Masayuki Itoh, Takatoshi Hasegawa, Shunsuke Shimose, Shunta Noguchi, Takuo Saiki, Takuro Sato, Fumitaka Kagawa

    Physical Review Research   3 ( 1 ) 013105  2021年02月  [査読有り]

    DOI

  • Theory of the inverse Faraday effect due to the Rashba spin–oribt interactions: roles of band dispersions and Fermi surfaces

    Yasuhiro Tanaka, Takashi Inoue, Masahito Mochizuki

    New Journal of Physics   22 ( 8 ) 083054  2020年08月  [査読有り]

    DOI

    Scopus

    7
    被引用数
    (Scopus)
  • Predicted photoinduced topological phases in organic salt α−(BEDT-TTF)2I3

    Keisuke Kitayama, Masahito Mochizuki

    Physical Review Research   2 ( 2 ) 023229  2020年05月  [査読有り]

    DOI

    Scopus

    7
    被引用数
    (Scopus)
  • Creation of nanometric magnetic skyrmions by global application of circularly polarized microwave magnetic field

    Masayuki Miyake, Masahito Mochizuki

    Physical Review B   101 ( 9 ) 094419  2020年03月  [査読有り]

    DOI

    Scopus

    8
    被引用数
    (Scopus)
  • Theoretical study on stabilization and destabilization of magnetic skyrmions by uniaxial-strain-induced anisotropic Dzyaloshinskii-Moriya interactions

    Kohei Tanaka, Ryosuke Sugawara, Masahito Mochizuki

    Physical Review Materials   4 ( 3 )  2020年03月  [査読有り]

    担当区分:責任著者

    DOI

    Scopus

    5
    被引用数
    (Scopus)
  • 温めると縮む磁石の謎がついに解けた!

    望月維人

    日本物理学会誌   75 ( 3 ) 130 - 138  2020年03月

  • 局所電場印加による磁気スキルミオン書き込み技術の理論設計

    望月維人

    日本磁気学会報「まぐね」   15 ( 1 ) 192 - 198  2020年02月

  • Theoretical study on slit experiments in Rashba electron systems

    Kotaro Shimizu, Masahito Mochizuki

    Physical Review B   101 ( 4 )  2020年01月  [査読有り]

    担当区分:責任著者

    DOI

  • Electrically driven spin torque and dynamical Dzyaloshinskii-Moriya interaction in magnetic bilayer systems

    Akihito Takeuchi, Shigeyasu Mizushima, Masahito Mochizuki

    Scientific Reports   9 ( 1 )  2019年12月  [査読有り]

    担当区分:責任著者

    DOI

    Scopus

    7
    被引用数
    (Scopus)
  • 冷やすと膨らむ不思議な磁石 ―半世紀の謎がついに解けた―

    望月 維人

    現代化学   ( 582 ) 26 - 29  2019年09月  [招待有り]

  • DC spinmotive force from microwave-active resonant dynamics of a skyrmion crystal under a tilted magnetic field

    Tatsuya Koide, Akihito Takeuchi, Masahito Mochizuki

    Physical Review B   100 ( 1 )  2019年07月  [査読有り]

    担当区分:責任著者

    DOI

  • 磁気スキルミオンのマイクロ波誘起現象と素子機能

    望月 維人

    応用物理   88 ( 7 ) 460 - 464  2019年07月  [招待有り]

  • Prediction of topological Hall effect in a driven magnetic domain wall

    Kab-Jin Kim, Masahito Mochizuki, Teruo Ono

    Applied Physics Express   12 ( 5 ) 053006 - 053006  2019年05月  [査読有り]

     概要を見る

    We investigate the possible emergence of topological Hall effect (THE) in a driven magnetic domain wall (DW). Numerical simulations based on the Landau-Lifshitz-Gilbert-Slonczewski equation shows that the emergent magnetic flux appears when the DW is in a non-equilibrium state. The magnitude of magnetic flux is modulated by the Dzyaloshinskii-Moriya interaction (DMI), providing an experimental test of the predicted THE by a voltage controlled DMI modulation. These results indicate that the THE can be observed even in a topologically trivial magnetic DW, and therefore open up new possibility to electrically detect the dynamical spin structure.

    DOI

    Scopus

    1
    被引用数
    (Scopus)
  • Magnon-photon coupling in the noncollinear magnetic insulator Cu2OSeO3

    L. V. Abdurakhimov, S. Khan, N. A. Panjwani, J. D. Breeze, M. Mochizuki, S. Seki, Y. Tokura, J. J. L. Morton, H. Kurebayashi

    Physical Review B   99 ( 14 )  2019年04月  [査読有り]

     概要を見る

    Anticrossing behavior between magnons in the noncollinear chiral magnet Cu2OSeO3 and a two-mode X-band microwave resonator was studied in the temperature range 5-100 K. In the field-induced ferrimagnetic phase, we observed a strong-coupling regime between magnons and two microwave cavity modes with a cooperativity reaching 3600. In the conical phase, cavity modes are dispersively coupled to a fundamental helimagnon mode, and we demonstrate that the magnetic phase diagram of Cu2OSeO3 can be reconstructed from the measurements of the cavity resonance frequency. In the helical phase, a hybridized state of a higher-order helimagnon mode and a cavity mode-a helimagnon polariton-was found. Our results reveal a class of magnetic systems where strong coupling of microwave photons to nontrivial spin textures can be observed.

    DOI

  • Theory of magnetism-driven negative thermal expansion in inverse perovskite antiferromagnets

    Masaya Kobayashi, Masahito Mochizuki

    Physical Review Materials   3 ( 2 )  2019年02月  [査読有り]

    担当区分:責任著者

    DOI

  • Microscopic magnetization distribution of Bloch lines in a uniaxial magnet

    K. Kurushima, K. Tanaka, H. Nakajima, M. Mochizuki, S. Mori

    Journal of Applied Physics   125 ( 5 ) 053902 - 053902  2019年02月  [査読有り]

    DOI

    Scopus

    8
    被引用数
    (Scopus)
  • Colossal electromagnon excitation in the non-cycloidal phase of TbMnO3 under pressure

    Ian Aupiais, Masahito Mochizuki, Hideaki Sakata, Romain Grasset, Yann Gallais, Alain Sacuto, Maximilien Cazayous

    npj Quantum Materials   3 ( 1 )  2018年12月  [査読有り]

    DOI

    Scopus

    12
    被引用数
    (Scopus)
  • Resonance modes and microwave-driven translational motion of a skyrmion crystal under an inclined magnetic field

    Masahito Ikka, Akihito Takeuchi, Masahito Mochizuki

    Physical Review B   98 ( 18 )  2018年11月  [査読有り]

    担当区分:責任著者

    DOI

  • Selective activation of an isolated magnetic skyrmion in a ferromagnet with microwave electric fields

    A. Takeuchi, M. Mochizuki

    Appl. Phys. Lett.   113   072404  2018年09月  [査読有り]

    DOI

    Scopus

    13
    被引用数
    (Scopus)
  • Highly efficient induction of spin polarization by circularly polarized electromagnetic waves in the Rashba spin-orbit systems

    Masahito Mochizuki, Keisuke Ihara, Jun-Ichiro Ohe, Akihito Takeuchi

    Applied Physics Letters   112 ( 12 ) 122401  2018年03月  [査読有り]

     概要を見る

    We theoretically demonstrate that a rotating electric-field component of circularly polarized microwaves or terahertz light can induce electron-spin polarization within a few picoseconds in a two-dimensional electron system with the Rashba spin-orbit interaction by taking advantage of magnetoelectric coupling. The efficiency turns out to be several orders of magnitude greater than that of conventional methods, indicating high potential of this technique in future spintronics.

    DOI

    Scopus

    11
    被引用数
    (Scopus)
  • Spin model for nontrivial types of magnetic order in inverse-perovskite antiferromagnets

    Masahito Mochizuki, Masaya Kobayashi, Reoya Okabe, Daisuke Yamamoto

    Physical Review B   97 ( 6 ) 060401(R)  2018年02月  [査読有り]

     概要を見る

    Nontrivial magnetic orders in the inverse-perovskite manganese nitrides are theoretically studied by constructing a classical spin model describing the magnetic anisotropy and frustrated exchange interactions inherent in specific crystal and electronic structures of these materials. With a replica-exchange Monte Carlo technique, a theoretical analysis of this model reproduces the experimentally observed triangular Γ5g and Γ4g spin-ordered patterns and the systematic evolution of magnetic orders. Our Rapid Communication solves a 40-year-old problem of nontrivial magnetism for the inverse-perovskite manganese nitrides and provides a firm basis for clarifying the magnetism-driven negative thermal expansion phenomenon discovered in this class of materials.

    DOI

    Scopus

    17
    被引用数
    (Scopus)
  • Formation process of skyrmion lattice domain boundaries: The role of grain boundaries

    H. Nakajima, A. Kotani, M. Mochizuki, K. Harada, S. Mori

    APPLIED PHYSICS LETTERS   111 ( 19 ) 192401  2017年11月  [査読有り]

     概要を見る

    We report on the formation process of skyrmion lattice (SkL) domain boundaries in FeGe using Lorentz transmission electron microscopy and small-angle electron diffraction. We observed that grain boundaries and edges play an important role in the formation of SkL domain boundaries; The SkL domain boundary is stabilized at the intersection of two grains. A micromagnetic simulation using the Landau-Lifshitz-Gilbert equation revealed that the SkL domains separated by a boundary represent the lowest energy configuration. Conversely, in a wide area, SkL domain boundaries were not formed and SkL domains with different orientations rotated to form a single SkL domain. Published by AIP Publishing.

    DOI

    Scopus

    15
    被引用数
    (Scopus)
  • Controlled creation of nanometric skyrmions using external magnetic fields

    Masahito Mochizuki

    APPLIED PHYSICS LETTERS   111 ( 9 ) 92403  2017年08月  [査読有り]

     概要を見る

    To exploit nanometric magnetic skyrmions as information carriers in high-density storage devices, a method is needed that creates an intended number of skyrmions at specified places in the device preferably at a low energy cost. We theoretically propose that using a system with a fabricated hole or notch, the controlled creation of individual skyrmions can be achieved even when using an external magnetic field applied to the entire specimen. The fabricated defect turns out to work like a catalyst to reduce the energy barrier for the skyrmion creation. Published by AIP Publishing.

    DOI

    Scopus

    23
    被引用数
    (Scopus)
  • 磁気スキルミオンのメモリ素子応用を目指した研究の潮流

    望月 維人

    IDEMA Japan News    2016年11月  [招待有り]

  • 磁気スキルミオンのデバイス機能とダイナミクス

    望月 維人

    電子通信学会技報   116 ( 83 ) 39 - 44  2016年06月  [招待有り]

  • スパイラル磁性強誘電体TbMnO3におけるマルチフェロイックドメインの外場応答

    松原正和, 望月維人, 木村剛

    固体物理   51 ( 3 ) 25(173) - 37(185)  2016年03月  [招待有り]

    CiNii

  • 21pBC-3 絶縁性キラル磁性体薄膜への電場によるスキルミオン書き込みの理論

    望月 維人, 渡邉 芳雄

    日本物理学会講演概要集   71   1258 - 1258  2016年

    DOI CiNii

  • マルチフェロイックTbMnO3における電気磁気ドメイン制御

    松原正和, 望月維人, 木村剛

    Japanese Scientists in Science 2015     41 - 41  2016年  [査読有り]  [招待有り]

  • Creation of Skyrmions by Electric Field on Chiral-Lattice Magnetic Insulators

    Masahito Mochizuki

    ADVANCED ELECTRONIC MATERIALS   2 ( 1 ) 1500180  2016年01月  [査読有り]

     概要を見る

    It is theoretically proposed that magnetic skyrmions, nanometric spin vortices characterized by a quantized topological number, can be electrically created on a thin-film specimen of chiral-lattice magnetic insulator within a few nanoseconds by applying an electric field via an electrode tip taking advantage of coupling between noncollinear skyrmion spins and electric polarizations. This finding paves the way for utilizing multiferroic skyrmions as information carriers for low-energy-consuming magnetic storage devices without Joule-heating energy losses.

    DOI

    Scopus

    18
    被引用数
    (Scopus)
  • マルチフェロイック物質の磁気強誘電ドメインを直接観察

    松原正和, 望月維人, 木村剛

    Scienceに載った日本人 2016年号     41  2016年  [招待有り]

  • Dynamical magnetoelectric phenomena of multiferroic skyrmions

    Masahito Mochizuki, Shinichiro Seki

    JOURNAL OF PHYSICS-CONDENSED MATTER   27 ( 50 )  2015年12月  [査読有り]

     概要を見る

    Magnetic skyrmions, vortex-like swirling spin textures characterized by a quantized topological invariant, realized in chiral-lattice magnets are currently attracting intense research interest. In particular, their dynamics under external fields is an issue of vital importance both for fundamental science and for technical application. Whereas observations of magnetic skyrmions has been limited to metallic magnets so far, their realization was also discovered in a chiral-lattice insulating magnet Cu2OSeO3 in 2012. Skyrmions in the insulator turned out to exhibit multiferroic nature with spin-induced ferroelectricity. Strong magnetoelectric coupling between noncollinear skyrmion spins and electric polarizations mediated by relativistic spin-orbit interaction enables us to drive motion and oscillation of magnetic skyrmions by application of electric fields instead of injection of electric currents. Insulating materials also provide an environment suitable for detection of pure spin dynamics through spectroscopic measurements owing to the absence of appreciable charge excitations. In this article, we review recent theoretical and experimental studies on multiferroic properties and dynamical magnetoelectric phenomena of magnetic skyrmions in insulators. We argue that multiferroic skyrmions show unique coupled oscillation modes of magnetizations and polarizations, so-called electromagnon excitations, which are both magnetically and electrically active, and interference between the electric and magnetic activation processes leads to peculiar magnetoelectric effects in a microwave frequency regime.

    DOI

    Scopus

    80
    被引用数
    (Scopus)
  • Theory of magnetic-field-induced polarization flop in spin-spiral multiferroics

    Masahito Mochizuki

    PHYSICAL REVIEW B   92 ( 22 ) 224412  2015年12月  [査読有り]

     概要を見る

    The magnetic-field-induced 90 degrees. flop of ferroelectric polarization P in a spin-spiral multiferroic material TbMnO3 is theoretically studied based on a microscopic spin model. I find that the direction of the P flop or the choice of +P-a or -P-a after the flop is governed by magnetic torques produced by the applied magnetic field H acting on the Mn spins and thus is selected in a deterministic way, in contradistinction to the naively anticipated probabilistic flop. This mechanism resolves a puzzle of the previously reported memory effect in the P direction depending on the history of the magnetic-field sweep, and enables controlled switching of multiferroic domains by externally applied magnetic fields. My Monte-Carlo analysis also uncovers that the magnetic structure in the P parallel to a phase under H parallel to b is not a previously anticipated simple ab-plane spin cycloid but a conical spin structure.

    DOI

    Scopus

    4
    被引用数
    (Scopus)
  • Neel-type skyrmion lattice with confined orientation in the polar magnetic semiconductor GaV4S8

    I. Kezsmarki, S. Bordacs, P. Milde, E. Neuber, L. M. Eng, J. S. White, H. M. Ronnow, C. D. Dewhurst, M. Mochizuki, K. Yanai, H. Nakamura, D. Ehlers, V. Tsurkan, A. Loidl

    NATURE MATERIALS   14 ( 11 ) 1116 - +  2015年11月  [査読有り]

     概要を見る

    Following the early prediction of the skyrmion lattice (SkL)-a periodic array of spin vortices-it has been observed recently in various magnetic crystals mostly with chiral structure. Although non-chiral but polar crystals with C-nv symmetry were identified as ideal SkL hosts in pioneering theoretical studies, this archetype of SkL has remained experimentally unexplored. Here, we report the discovery of a SkL in the polar magnetic semiconductor GaV4S8 with rhombohedral (C-3v) symmetry and easy axis anisotropy. The SkL exists over an unusually broad temperature range compared with other bulk crystals and the orientation of the vortices is not controlled by the external magnetic field, but instead confined to the magnetic easy axis. Supporting theory attributes these unique features to a new Neel-type of SkL describable as a superposition of spin cycloids in contrast to the Bloch-type SkL in chiral magnets described in terms of spin helices.

    DOI

  • Writing a skyrmion on multiferroic materials

    Masahito Mochizuki, Yoshio Watanabe

    APPLIED PHYSICS LETTERS   107 ( 8 ) 82409  2015年08月  [査読有り]

     概要を見る

    This paper reports on a theoretical proposal for electrical creation of magnetic skyrmions on a thin-film specimen of a multiferroic chiral magnet by local application of an electric field, instead of an electric current, via an electrode tip. This method can be traced back to the mutual coupling between skyrmion spins and the electric polarizations in multiferroics and represents a unique technique for use in potential skyrmion-based memory devices without Joule-heating losses. (C) 2015 AIP Publishing LLC.

    DOI

    Scopus

    33
    被引用数
    (Scopus)
  • スキルミオンを作る・消す・動かす

    望月維人

    日本磁気学会報「まぐね」   10 ( 4 ) 192 - 198  2015年08月  [招待有り]

    CiNii

  • Magnetoelectric domain control in multiferroic TbMnO3

    Masakazu Matsubara, Sebastian Manz, Masahito Mochizuki, Teresa Kubacka, Ayato Iyama, Nadir Aliouane, Tsuyoshi Kimura, Steven L. Johnson, Dennis Meier, Manfred Fiebig

    SCIENCE   348 ( 6239 ) 1112 - 1115  2015年06月  [査読有り]

     概要を見る

    The manipulation of domains by external fields in ferroic materials is of major interest for applications. In multiferroics with strongly coupled magnetic and electric order, however, the magnetoelectric coupling on the level of the domains is largely unexplored. We investigated the field-induced domain dynamics of TbMnO3 in the multiferroic ground state and across a first-order spin-flop transition. In spite of the discontinuous nature of this transition, the reorientation of the order parameters is deterministic and preserves the multiferroic domain pattern. Landau-Lifshitz-Gilbert simulations reveal that this behavior is intrinsic. Such magnetoelectric correlations in spin-driven ferroelectrics may lead to domain wall-based nanoelectronics devices.

    DOI

    Scopus

    102
    被引用数
    (Scopus)
  • Microwave Magnetochiral Effect in Cu2OSeO3

    Masahito Mochizuki

    PHYSICAL REVIEW LETTERS   114 ( 19 ) 197203  2015年05月  [査読有り]

     概要を見る

    We theoretically find that in the multiferroic chiral magnet Cu2OSeO3 resonant magnetic excitations are coupled to the collective oscillation of the electric polarization, and thereby attain simultaneous activity to the ac magnetic field and ac electric field. Because of the interference between these magnetic and electric activation processes, this material hosts a gigantic magnetochiral dichroism for microwaves, that is, a directional dichroism at gigahertz frequencies in the Faraday geometry. The absorption intensity of a microwave differs by as much as similar to 30% depending on whether its propagation direction is parallel or antiparallel to the external magnetic field.

    DOI

    Scopus

    22
    被引用数
    (Scopus)
  • 19aDB-5 スパイラル磁性強誘電体TbMnO_3における電場磁場ドメイン制御の実空間観測

    松原 正和, Manz S., 望月 維人, 井山 彩人, 木村 剛, Fiebig M.

    日本物理学会講演概要集   70   2090 - 2090  2015年

    DOI CiNii

  • 19aDB-9 絶縁キラル磁性体Cu_2OSeO_3におけるマイクロ波磁気カイラル効果の理論

    望月 維人

    日本物理学会講演概要集   70   2093 - 2093  2015年

    DOI CiNii

  • 19aDB-6 スパイラル磁性強誘電体TbMnO_3における磁場誘起分極フロップの理論

    望月 維人

    日本物理学会講演概要集   70   2091 - 2091  2015年

    DOI CiNii

  • 磁気スキルミオンのダイナミクスとデバイス機能

    望月維人

    (公社)日本磁気学会第205回研究会資料     39 - 44  2015年  [招待有り]

  • Thermally driven ratchet motion of a skyrmion microcrystal and topological magnon Hall effect

    M. Mochizuki, X. Z. Yu, S. Seki, N. Kanazawa, W. Koshibae, J. Zang, M. Mostovoy, Y. Tokura, N. Nagaosa

    NATURE MATERIALS   13 ( 3 ) 241 - 246  2014年03月  [査読有り]

     概要を見る

    Spontaneously emergent chirality is an issue of fundamental importance across the natural sciences(1). It has been argued that a unidirectional (chiral) rotation of a mechanical ratchet is forbidden in thermal equilibrium, but becomes possible in systems out of equilibrium(2). Here we report our finding that a topologically nontrivial spin texture known as a skyrmion-a particle-like object in which spins point in all directions to wrap a sphere(3)-constitutes such a ratchet. By means of Lorentz transmission electron microscopy we show that micrometre-sized crystals of skyrmions in thin films of Cu2OSeO3 and MnSi exhibit a unidirectional rotation motion. Our numerical simulations based on a stochastic Landau-Lifshitz-Gilbert equation suggest that this rotation is driven solely by thermal fluctuations in the presence of a temperature gradient, whereas in thermal equilibrium it is forbidden by the Bohr-van Leeuwen theorem(4,5). We show that the rotational flow of magnons driven by the effective magnetic field of skyrmions gives rise to the skyrmion rotation, therefore suggesting that magnons can be used to control the motion of these spin textures.

    DOI

  • Thermally driven ratchet motion of a skyrmion microcrystal and topological magnon Hall effect (vol 13, pg 241, 2014)

    M. Mochizuki, X. Z. Yu, S. Seki, N. Kanazawa, W. Koshibae, J. Zang, M. Mostovoy, Y. Tokura, N. Nagaosa

    NATURE MATERIALS   13 ( 3 ) 247 - 247  2014年03月  [査読有り]

    DOI

    Scopus

    8
    被引用数
    (Scopus)
  • 絶縁体中の磁気スキルミオン相が示す電気磁気ダイナミクス

    望月維人, 関真一郎

    日本物理学会誌   69 ( 3 ) 132 - 139  2014年03月  [招待有り]

     概要を見る

    1960年代に素粒子物理学の分野で提唱された「スキルミオン」が,最近になってある種の磁性体中で実現していることが発見され注目を集めている.この磁性体中の磁気スキルミオンは,磁化の空間配置が立体角4πを埋め尽くすようにあらゆる方向を向いた渦状かつ粒子的なナノスケールのスピンテクスチャである.2009年にB20化合物と呼ばれる金属磁性体中で発見されたスキルミオンは,磁気テクスチャが作る有効磁場由来の伝導電子のホール効果(トポロジカルホール効果)や,スピン移行トルク機構を通じた電流による駆動現象など,その特異な「輸送現象」や磁気記憶デバイスなどへの「技術応用の可能性」に注目が集まった.それに対し,2012年に絶縁磁性体Cu_2OSeO_3でもスキルミオン相が発見され,さらにこの物質中で非共線的なスキルミオン磁気構造が強誘電分極を誘起していることが分かった.このような磁化と分極が結合したマルチフェロイック系では,興味深い電場と磁場の交差相関応答が期待される.最近の理論研究で,マイクロ波の振動磁場成分と振動電場成分の両方に活性なエレクトロマグノンと呼ばれる磁化と分極の固有振動モードの存在が明らかにされた.さらに,これらの複合自由度のモードが持つ磁場励起チャネルと電場励起チャネルの干渉効果を通じて,このマルチフェロイックスキルミオン相がこれまでに報告例がないほど巨大なマイクロ波の整流効果を示すことが明らかになった.具体的には,スキルミオン相によるマイクロ波の吸収率がマイクロ波の照射方向によって最大20%も変化することが予言されている.この研究により,磁気スキルミオンが「記憶・論理デバイス」の素材としてのみならず,「マイクロ波デバイス」の素材としても有望であることが示され,スキルミオンをはじめとするトポロジカル磁気テクスチャの新しい研究の方向性が開拓された.

    CiNii

  • 磁気スキルミオンが示す特異な熱励起・電流誘起ダイナミクス

    望月維人, 永長直人

    固体物理   49 ( 3 ) 25(125) - 35(135)  2014年03月  [招待有り]

    CiNii

  • Current-induced skyrmion dynamics in constricted geometries

    Junichi Iwasaki, Masahito Mochizuki, Naoto Nagaosa

    NATURE NANOTECHNOLOGY   8 ( 10 ) 742 - 747  2013年10月  [査読有り]

     概要を見る

    Magnetic skyrmions-vortex-like swirling spin structures with a quantized topological number that are observed in chiral magnets-are appealing for potential applications in spintronics because it is possible to control their motion with ultralow current density. To realize skyrmion-based spintronic devices, it is essential to understand skyrmion motions in confined geometries. Here we show by micromagnetic simulations that the current-induced motion of slcyrmions in the presence of geometrical boundaries is very different from that in an infinite plane. In a channel of finite width, transverse confinement results in steady-state characteristics of the skyrmion velocity as a function of current that are similar to those of domain walls in ferromagnets, whereas the transient behaviour depends on the initial distance of the skyrmion from the boundary. Furthermore, we show that a single slcyrmion can be created by an electric current in a simple constricted geometry comprising a plate-shaped specimen of suitable size and geometry. These findings could guide the design of skyrmion-based devices in which skyrmions are used as information carriers.

    DOI

    Scopus

    685
    被引用数
    (Scopus)
  • Magnetoelectric resonances and predicted microwave diode effect of the skyrmion crystal in a multiferroic chiral-lattice magnet

    Masahito Mochizuki, Shinichiro Seki

    PHYSICAL REVIEW B   87 ( 13 ) 134403  2013年04月  [査読有り]

     概要を見る

    We theoretically discover that unique eigenmodes of skyrmion crystal (SkX) are not only magnetically active to an ac magnetic field (H-omega) but also electrically active to an ac electric field (E-omega) in a multiferroic chiral-lattice magnet Cu2OSeO3, which amplifies the dynamical magnetoelectric coupling between E-omega and the spin texture. The resulting intense interference between their electric and their magnetic activation processes can lead to an unprecedentedly large diode effect on the microwave, i.e., its absorption by SkX changes up to similar to 20% when the incident direction is reversed. Our results demonstrate that the skyrmion could be a promising building block for microwave devices. DOI:10.1103/PhysRevB.87.134403

    DOI

    Scopus

    74
    被引用数
    (Scopus)
  • Universal current-velocity relation of skyrmion motion in chiral magnets

    Junichi Iwasaki, Masahito Mochizuki, Naoto Nagaosa

    NATURE COMMUNICATIONS   4   1463  2013年02月  [査読有り]

     概要を見る

    Current-driven motion of the magnetic domain wall in ferromagnets is attracting intense attention because of potential applications such as racetrack memory. There, the critical current density to drive the motion is similar to 10(9)-10(12) A m(-2). The skyrmions recently discovered in chiral magnets have much smaller critical current density of similar to 10(5)-10(6) A m(-2), but the microscopic mechanism is not yet explored. Here we present a numerical simulation of Landau-Lifshitz-Gilbert equation, which reveals a remarkably robust and universal current-velocity relation of the skyrmion motion driven by the spin-transfer-torque unaffected by either impurities or nonadiabatic effect in sharp contrast to the case of domain wall or spin helix. Simulation results are analysed using a theory based on Thiele's equation, and it is concluded that this behaviour is due to the Magnus force and flexible shape-deformation of individual skyrmions and skyrmion crystal, which enable them to avoid pinning centres.

    DOI

    Scopus

    556
    被引用数
    (Scopus)
  • Microwave magnetoelectric effect via skyrmion resonance modes in a helimagnetic multiferroic

    Y. Okamura, F. Kagawa, M. Mochizuki, M. Kubota, S. Seki, S. Ishiwata, M. Kawasaki, Y. Onose, Y. Tokura

    Nature Communications   4   3391  2013年  [査読有り]

     概要を見る

    Magnetic skyrmion, a topologically stable spin-swirling object, can host emergent electromagnetism, as exemplified by the topological Hall effect and electric-current-driven skyrmion motion. To achieve efficient manipulation of nano-sized functional spin textures, it is imperative to exploit the resonant motion of skyrmions, analogously to the role of the ferromagnetic resonance in spintronics. The magnetic resonance of skyrmions has recently been detected with oscillating magnetic fields at 1-2 GHz, launching a search for new skyrmion functionality operating at microwave frequencies. Here we show a microwave magnetoelectric effect in resonant skyrmion dynamics. Through microwave transmittance spectroscopy on the skyrmion-hosting multiferroic crystal Cu 2 OSeO 3 combined with theoretical simulations, we reveal nonreciprocal directional dichroism (NDD) at the resonant mode, that is, oppositely propagating microwaves exhibit different absorption. The microscopic mechanism of the present NDD is not associated with the conventional Faraday effect but with the skyrmion magnetoelectric resonance instead, suggesting a conceptually new microwave functionality. © 2013 Macmillan Publishers Limited.

    DOI

    Scopus

    162
    被引用数
    (Scopus)
  • Spin-Wave Modes and Their Intense Excitation Effects in Skyrmion Crystals

    Masahito Mochizuki

    PHYSICAL REVIEW LETTERS   108 ( 1 ) 17601  2012年01月  [査読有り]

     概要を見る

    We theoretically study spin-wave modes and their intense excitations activated by microwave magnetic fields in the Skyrmion-crystal phase of insulating magnets by numerically analyzing a two-dimensional spin model using the Landau-Lifshitz-Gilbert equation. Two peaks of spin-wave resonances with frequencies of similar to 1 GHz are found for in-plane ac magnetic field where distribution of the out-of-plane spin components circulates around each Skyrmion core. Directions of the circulations are opposite between these two modes, and hence the spectra exhibit a salient dependence on the circular polarization of irradiating microwave. A breathing-type mode is also found for an out-of-plane ac magnetic field. By intensively exciting these collective modes, melting of the Skyrmion crystal accompanied by a redshift of the resonant frequency is achieved within nanoseconds.

    DOI

    Scopus

    314
    被引用数
    (Scopus)
  • Origin of the Large Polarization in Multiferroic YMnO3 Thin Films Revealed by Soft- and Hard-X-Ray Diffraction

    H. Wadati, J. Okamoto, M. Garganourakis, V. Scagnoli, U. Staub, Y. Yamasaki, H. Nakao, Y. Murakami, M. Mochizuki, M. Nakamura, M. Kawasaki, Y. Tokura

    PHYSICAL REVIEW LETTERS   108 ( 4 ) 47203  2012年01月  [査読有り]

     概要を見る

    We investigated the magnetic structure of an orthorhombic YMnO3 thin film by resonant soft x-ray and hard x-ray diffraction. We observed a temperature-dependent incommensurate magnetic reflection below 45 K and a commensurate lattice-distortion reflection below 35 K. These results demonstrate that the ground state is composed of coexisting E-type and cycloidal states. Their different ordering temperatures clarify the origin of the large polarization to be caused by the E-type antiferromagnetic states in the orthorhombic YMnO3 thin film.

    DOI

    Scopus

    67
    被引用数
    (Scopus)
  • Hall Effect of Spin-Chirality Origin in a Triangular-Lattice Helimagnet Fe1.3Sb

    Y. Shiomi, M. Mochizuki, Y. Kaneko, Y. Tokura

    PHYSICAL REVIEW LETTERS   108 ( 5 ) 56601  2012年01月  [査読有り]

     概要を見る

    We report on a topological Hall effect possibly induced by scalar spin chirality in a quasi-two-dimensional helimagnet Fe1+delta Sb. In the low-temperature region where the spins on interstitial-Fe (concentration delta similar to 0.3) intervening the 120 degrees spin-ordered triangular planes tend to freeze, a nontrivial component of Hall resistivity with opposite sign of the conventional anomalous Hall term is observed under magnetic field applied perpendicular to the triangular-lattice plane. The observed unconventional Hall effect is ascribed to the scalar spin chirality arising from the heptamer spin clusters around the interstitial-Fe sites, which can be induced by the spin modulation by the Dzyaloshinsky-Moriya interaction.

    DOI

    Scopus

    46
    被引用数
    (Scopus)
  • Theory of spin-phonon coupling in multiferroic manganese perovskites RMnO3

    Masahito Mochizuki, Nobuo Furukawa, Naoto Nagaosa

    PHYSICAL REVIEW B   84 ( 14 ) 144409  2011年10月  [査読有り]

     概要を見る

    Magnetoelectric phase diagrams of the rare-earth (R) Mn perovskites RMnO3 are theoretically studied by focusing on crucial roles of the symmetric magnetostriction or the Peierls-type spin-phonon coupling through extending our previous work [M. Mochizuki et al., Phys. Rev. Lett. 105, 037205 (2010)]. We first construct a microscopic classical Heisenberg model for RMnO3 including the frustrated spin exchanges, single-ion anisotropy, and Dzyaloshinskii-Moriya interaction. We also incorporate the lattice degree of freedom coupled to the Mn spins via the Peierls-type magnetostriction. By analyzing this model using the replica-exchange Monte Carlo technique, we reproduce the entire phase diagram of RMnO3 in the plane of temperature and magnitude of the orthorhombic lattice distortion. Surprisingly it is found that in the ab-plane spiral spin phase, the (S . S)-type magnetostriction plays an important role for the ferroelectric order with polarization P parallel to a whose contribution is comparable to or larger than the contribution from the (S x S)-type magnetostriction, whereas in the bc-plane spiral phase, the ferroelectric order with P parallel to c is purely of (S x S) origin. This explains much larger P in the ab-plane spiral phase than the bc-plane spiral phase as observed experimentally and gives a clue how to enhance the magnetoelectric coupling in the spin-spiral-based multiferroics. We also predict a noncollinear deformation of the E-type spin structure resulting in the finite (S x S) contribution to the ferroelectric order with P parallel to a, and a wide coexisting regime of the commensurate E and incommensurate spiral states, which resolve several experimental puzzles.

    DOI

    Scopus

    106
    被引用数
    (Scopus)
  • Magnetic Field Induced Dehybridization of the Electromagnons in Multiferroic TbMnO3

    P. Rovillain, M. Cazayous, Y. Gallais, M-A. Measson, A. Sacuto, H. Sakata, M. Mochizuki

    PHYSICAL REVIEW LETTERS   107 ( 1 ) 27202  2011年07月  [査読有り]

     概要を見る

    We have studied the impact of the magnetic field on the electromagnon excitations in TbMnO3 crystal. Applying a magnetic field along the c axis, we show that the electromagnons transform into pure antiferromagnetic modes, losing their polar character. Entering in the paraelectric phase, we are able to track the spectral weight transfer from the electromagnons to the magnon excitations and we discuss the magnetic excitations underlying the electromagnons. We also point out the phonons involved in the phase transition process. This reveals that the Mn-O distance plays a key role in understanding the ferroelectricity and the polar character of the electromagnons. Magnetic field measurements along the b axis allow us to detect a new electromagnon resonance in agreement with a Heisenberg model.

    DOI

    Scopus

    23
    被引用数
    (Scopus)
  • マルチフェロイックスにおけるエレクトロマグノン励起

    望月維人, 古川信夫, 永長直人

    日本物理学会誌   66 ( 4 ) 280 - 284  2011年04月  [招待有り]

  • マルチフェロイック希土類Mnペロフスカイトにおける電気磁気現象の理論

    望月維人, 古川信夫, 永長直人

    固体物理   46 ( 2 ) 1(55) - 19(73)  2011年02月  [招待有り]

    CiNii

  • Theory of Magnetic Switching of Ferroelectricity in Spiral Magnets

    Masahito Mochizuki, Nobuo Furukawa

    PHYSICAL REVIEW LETTERS   105 ( 18 ) 187601  2010年10月  [査読有り]

     概要を見る

    We propose a microscopic theory for magnetic switching of electric polarization (P) in the spin-spiral multiferroics by taking TbMnO(3) and DyMnO(3) as examples. We reproduce their phase diagrams under a magnetic field H(ex) by Monte Carlo simulation of an accurate spin model and reveal that competition among the Dzyaloshinskii-Moriya interaction, spin anisotropy, and spin exchange is controlled by the applied H(ex), resulting in magnetic transitions accompanied by reorientation or vanishing of P. We also discuss the relevance of the proposed mechanisms to many other multiferroics such as LiCu(2)O(2), MnWO(4), and Ni(3)V(2)O(4).

    DOI

    Scopus

    55
    被引用数
    (Scopus)
  • Theoretically Predicted Picosecond Optical Switching of Spin Chirality in Multiferroics

    Masahito Mochizuki, Naoto Nagaosa

    PHYSICAL REVIEW LETTERS   105 ( 14 ) 147202  2010年09月  [査読有り]

     概要を見る

    We show theoretically with an accurate spin Hamiltonian describing the multiferroic Mn perovskites that the application of the picosecond optical pulse with a terahertz frequency can switch the spin chirality through intensely exciting the electromagnons. There are four states with different spin chiralities, i.e., clockwise and counterclockwise ab/bc-plane spin spirals, and by tuning the strength, shape and length of the pulse, the switching among these states can be controlled at will. Dynamical pattern formation during the switching is also discussed.

    DOI

    Scopus

    60
    被引用数
    (Scopus)
  • Spin Model of Magnetostrictions in Multiferroic Mn Perovskites

    Masahito Mochizuki, Nobuo Furukawa, Naoto Nagaosa

    PHYSICAL REVIEW LETTERS   105 ( 3 ) 37205  2010年07月  [査読有り]

     概要を見る

    We theoretically study origins of the ferroelectricity in the multiferroic phases of the rare-earth (R) Mn perovskites, RMnO(3), by constructing a realistic spin model including the spin-phonon coupling, which reproduces the entire experimental phase diagram in the plane of temperature and Mn-O-Mn bond angle for the first time. Surprisingly we reveal a significant contribution of the symmetric (S . S)-type magneto-striction to the ferroelectricity even in a spin-spiral-based multiferroic phase, which can be larger than the usually expected antisymmetric (S X S)-type contribution. This explains well the nontrivial behavior of the electric polarization. We also predict the noncollinear deformation of the E-type spin structure and a wide coexisting regime of the E and spiral states, which resolve several experimental puzzles.

    DOI

    Scopus

    91
    被引用数
    (Scopus)
  • Theory of Electromagnons in the Multiferroic Mn Perovskites: The Vital Role of Higher Harmonic Components of the Spiral Spin Order

    Masahito Mochizuki, Nobuo Furukawa, Naoto Nagaosa

    PHYSICAL REVIEW LETTERS   104 ( 17 ) 177206  2010年04月  [査読有り]

     概要を見る

    We study theoretically the electromagnon and its optical spectrum ( OS) of the terahertz-frequency regime in the magnetic-spiral-induced multiferroic phases of the rare-earth-metal (R) Mn perovskites, RMnO(3), taking into account the spin-angle modulation or the higher harmonics of the spiral spin configuration, which has been missed so far. A realistic spin Hamiltonian, which gives phase diagrams in agreement with experiments, resolves a puzzle, i.e., the double-peak structure of the OS with a larger low-energy peak originating from magnon modes hybridized with the zone-edge state. We also predict the magnon branches associated with the electromagnon, which can be tested by neutron-scattering experiment.

    DOI

    Scopus

    90
    被引用数
    (Scopus)
  • Roles of Bond Alternation in Magnetic Phase Diagram of RMnO3

    Nobuo Furukawa, Masahito Mochizuki

    JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN   79 ( 3 ) 33708  2010年03月  [査読有り]

     概要を見る

    In order to investigate the nature of the antiferromagnetic structures in perovskite RMnO3, we study a Heisenberg J(1)-J(2) model with bond alternation using analytical and numerical approaches. The magnetic phase diagram which includes incommensurate spiral states and commensurate collinear states is reproduced. We discuss that the magnetic structure with spin up arrow up arrow down arrow down arrow configuration (E-type structure) and the ferroelectricity emerge cooperatively to stabilize this phase. Magnetoelastic couplings are crucial to understand the magnetic and electric phase diagram of RMnO3.

    DOI

    Scopus

    8
    被引用数
    (Scopus)
  • Microscopic model and phase diagrams of the multiferroic perovskite manganites

    Masahito Mochizuki, Nobuo Furukawa

    PHYSICAL REVIEW B   80 ( 13 ) 134416  2009年10月  [査読有り]

     概要を見る

    Orthorhombically distorted perovskite manganites, RMnO3 with R being a trivalent rare-earth ion, exhibit a variety of magnetic and electric phases including multiferroic (i.e., concurrently magnetic and ferroelectric) phases and fascinating magnetoelectric phenomena. We theoretically study the phase diagram of RMnO3 by constructing a microscopic spin model, which includes not only the superexchange interaction but also the single-ion anisotropy (SIA) and the Dzyaloshinsky-Moriya interaction (DMI). Analysis of this model using the Monte Carlo method reproduces the experimental phase diagrams as functions of the R-ion radius, which contain two different multiferroic states, i.e., the ab-plane spin cycloid with ferroelectric polarization P parallel to a and the bc-plane spin cycloid with P parallel to c. The orthorhombic lattice distortion or the second-neighbor spin exchanges enhanced by this distortion exquisitely controls the keen competition between these two phases through tuning the SIA and DMI energies. This leads to a lattice-distortion-induced reorientation of P from a to c in agreement with the experiments. We also discuss spin structures in the A-type antiferromagnetic state, those in the cycloidal spin states, origin and nature of the sinusoidal collinear spin state, and many other issues.

    DOI

    Scopus

    151
    被引用数
    (Scopus)
  • Novel Multiferroic State of Eu1-xYxMnO3 in High Magnetic Fields

    M. Tokunaga, Y. Yamasaki, Y. Onose, M. Mochizuki, N. Furukawa, Y. Tokura

    PHYSICAL REVIEW LETTERS   103 ( 18 ) 187202  2009年10月  [査読有り]

     概要を見る

    Magnetic and dielectric properties of Eu1-xYxMnO3 (x = 0 and 0.4) are studied in pulsed magnetic fields up to 55 T. For x = 0, application of magnetic fields higher than 20 T along the b axis causes magnetic transitions accompanied by generation of electric polarization (P) along the a axis. Similar first-order transitions are also observed in crystals of x = 0: 4, in which the ground state at zero magnetic field is already a ferroelectric P parallel to a phase of different origin. Realistic model calculation indicates the presence of a novel multiferroic state induced by the spin exchange striction mechanism in high magnetic fields as an essential nature of the frustrated Mn spin system in this class of manganites.

    DOI

    Scopus

    23
    被引用数
    (Scopus)
  • Mechanism of Lattice-Distortion-Induced Electric-Polarization Flop in the Multiferroic Perovskite Manganites

    Masahito Mochizuki, Nobuo Furukawa

    JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN   78 ( 5 ) 53704  2009年05月  [査読有り]

     概要を見る

    We theoretically study a competition between two types of spin cycloids (ab-plane and bc-plane ones) in the multiferroic perovskite manganites, which is an origin of intriguing tnagnetoelectric phenomena in these compounds. Analysis of a microscopic model using the Monte-Carlo method reveals that their competition originates from a conflict between the single-ion anisotropy and the Dzyaloshinsky-Moriya interaction. It is demonstrated that the conflict can be controlled by tuning the second-neighbor spin exchanges through the GdFeO3-type distortion, which leads to a cycloidal-plane flop from ab to be observed in the solid-solution systems like Eu1-xYxMnO3 and Gd1-xTbxMnO3 with increasing x.

    DOI

    Scopus

    39
    被引用数
    (Scopus)
  • Dynamics of Multiferroic Domain Wall in Spin-Cycloidal Ferroelectric DyMnO3

    F. Kagawa, M. Mochizuki, Y. Onose, H. Murakawa, Y. Kaneko, N. Furukawa, Y. Tokura

    PHYSICAL REVIEW LETTERS   102 ( 5 ) 57604  2009年02月  [査読有り]

     概要を見る

    We report the dielectric dispersion of the giant magnetocapacitance (GMC) in multiferroic DyMnO3 over a wide frequency range. The GMC is found to be attributable not to the softened electromagnon but to the electric-field-driven motion of multiferroic domain wall (DW). In contrast to conventional ferroelectric DWs, the present multiferroic DW motion holds an extremely high relaxation rate of similar to 10(7) s(-1) even at low temperatures. This mobile nature as well as the model simulation suggests that the multiferroic DW is not atomically thin as in ferroelectrics but thick, reflecting its magnetic origin.

    DOI

    Scopus

    114
    被引用数
    (Scopus)
  • Evidence for an Electric-Dipole Active Continuum Band of Spin Excitations in Multiferroic TbMnO(3)

    Y. Takahashi, N. Kida, Y. Yamasaki, J. Fujioka, T. Arima, R. Shimano, S. Miyahara, M. Mochizuki, N. Furukawa, Y. Tokura

    PHYSICAL REVIEW LETTERS   101 ( 18 ) 187201  2008年10月  [査読有り]

     概要を見る

    The wide range optical spectra on a multiferroic prototype TbMnO(3) have been investigated to clarify the origin of spin excitations observed in the far-infrared region. We elucidate the full band structure, whose high energy edge (133 cm(-1)) exactly corresponds to twice of the highest-lying magnon energy. Thus the origin of this absorption band is clearly assigned to two-magnon excitation driven by the electric field of light. There is an overlap between the two-magnon and phonon energy ranges, where the strong coupling between them is manifested by the frequency shift and transfer of oscillator strength of the phonon mode.

    DOI

    Scopus

    81
    被引用数
    (Scopus)
  • Precise control of band filling in NaxCoO2

    Daisuke Yoshizumi, Yuji Muraoka, Yoshihiko Okamoto, Yoko Kiuchi, Jun-Ichi Yamaura, Masahito Mochizuki, Masao Ogata, Zenji Hiroi

    JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN   76 ( 6 ) 63705  2007年06月  [査読有り]

     概要を見る

    Electronic properties of the sodium cobaltate NaxCoO2 are systematically studied through a precise control of band filling. Resistivity, magnetic susceptibility and specific heat measurements are carried out on a series of high-quality polycrystalline samples prepared at 200 degrees C with Na content in a wide range of 0.35 <= x <= 0.70. It is found that dramatic changes in electronic properties take place at a critical Na concentration x* that lies between 0.58 and 0.59, which separates a Pauli paramagnetic and a Curie-Weiss metals. It is suggested that at x* the Fermi level touches the bottom of the a(1g) band at the Gamma point, leading to a crucial change in the density of states across x* and the emergence of a small electron pocket around the Gamma point for x > x*.

    DOI

    Scopus

    29
    被引用数
    (Scopus)
  • Specific Heat and Superfluid Density for Possible Two Different Superconducting States in NaxCoO2・yH2O

    M. Mochizuki, H. Q. Yuan, M. Ogata

    J. Phys. Soc. Jpn.   76 ( 2 ) 23702  2007年02月  [査読有り]

    DOI

    Scopus

    12
    被引用数
    (Scopus)
  • CoO2-Layer-Thickness Dependence of Magnetic Properties and Possible Two Different Superconducting States in NaxCoO2・yH2O

    M. Mochizuki, M. Ogata

    J. Phys. Soc. Jpn.   76 ( 1 ) 13704  2007年01月  [査読有り]

    DOI

    Scopus

    21
    被引用数
    (Scopus)
  • Deformation of Electronic Structures Due to CoO6 Distortion and Phase Diagrams of NaxCoO2・yH2O

    M. Mochizuki, M. Ogata

    J. Phys. Soc. Jpn.   75 ( 11 ) 113703  2006年11月  [査読有り]

    DOI

    Scopus

    25
    被引用数
    (Scopus)
  • Magnetic fluctuation and pairing instability controlled by the CoO6 distortion in the sodium cobalt oxide

    M Mochizuki, Y Yanase, M Ogata

    PHYSICA B-CONDENSED MATTER   378-80   875 - 877  2006年05月  [査読有り]

     概要を見る

    We study how the CoO6 distortion along the c-axis affects the magnetic properties and superconductivity in the novel Co-oxide superconductor NaxCoO2.yH(2)O by analyzing the multiorbital Hubbard model using the fluctuation-exchange approximation. It is shown that through generating the trigonal crystal field, the distortion pushes the Co e'(g) bands up and consequently gives rise to the hole-pocket Fermi surfaces, which have been predicted in the band calculations. As the distortion increases, the hole pockets are enlarged and the ferromagnetic fluctuation as well as the pairing instability increases, which is in good aggreement with recent NQR results. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

    DOI

    Scopus

    1
    被引用数
    (Scopus)
  • Role of spin-orbit interaction on the superconductivity in NaxCoO2 center dot yH(2)O: Phase diagram under the magnetic field

    Y Yanase, M Mochizuki, M Ogata

    PHYSICA B-CONDENSED MATTER   378-80   873 - 874  2006年05月  [査読有り]

     概要を見る

    The d-vector in possible spin triplet superconductor Na2CoO2 (.) gamma H2O is microscopically analyzed on the basis of the multi-orbital Hubbard model including the atomic spin-orbit coupling. As a result of the perturbation theory, it is shown that the d-vector is parallel to the plane when the pairing symmetry is p-wave, while both d parallel to xy and d parallel to z are possible in the f-wave state. We point out that the multiple phase transitions are expected tinder the in-plane magnetic field when the pairing symmetry is p-wave. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

    DOI

    Scopus

    1
    被引用数
    (Scopus)
  • Role of Spin-Orbit Coupling on the Spin Triplet Pairing in NaxCoO2・yH2O II: Multiple Phase Diagram under the Magnetic Field

    Y. Yanase, M. Mochizuki, M. Ogata

    J. Phys. Soc. Jpn.   74 ( 12 ) 3351 - 3364  2005年12月  [査読有り]

    DOI

    Scopus

    13
    被引用数
    (Scopus)
  • Role of Spin-Orbit Coupling on the Spin Triplet Pairing in NaxCoO2・yH2O I: d-Vector under Zero Magnetic Field

    Y. Yanase, M. Mochizuki, M. Ogata

    J. Phys. Soc. Jpn.   74 ( 9 ) 2568 - 2578  2005年09月  [査読有り]

    DOI

    Scopus

    19
    被引用数
    (Scopus)
  • "Ferromagnetic and triplet-pairing instabilities controlled by trigonal distortion of CoO6 octahedra in NaCoO2 center dot yH(2)O" (vol 74, pg 1670, 2005)

    M Mochizuki, Y Yanase, M Ogata

    JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN   74 ( 8 ) 2381 - 2381  2005年08月  [査読有り]

    DOI

    Scopus

  • Ferromagnetic and Triplet-Pairing Instabilities Controlled by Trigonal Distortion of CoO6 Octahedra in NaxCoO2・yH2O

    M. Mochizuki, Y. Yanase, M. Ogata

    J. Phys. Soc. Jpn.   74 ( 6 ) 1670 - 1673  2005年06月  [査読有り]

    DOI

    Scopus

    34
    被引用数
    (Scopus)
  • Theoretical analysis on the multi-orbital model for the superconductivity in NaxCoO2

    Y Yanase, M Mochizuki, M Ogata

    PHYSICA B-CONDENSED MATTER   359   1351 - 1353  2005年04月  [査読有り]

     概要を見る

    We analyze the multi-orbital model which describes the electronic structure of recently discovered superconductor NaxCoO2 center dot yH(2)O. The instability to the unconventional superconductivity is investigated by means of the perturbation theory. It is shown that the spin triplet superconductivity is stabilized in the wide parameter region, basically owing to the ferromagnetic spin fluctuation. In a small part of the parameter region, the d-wave superconductivity is also stabilized. We point out that the orbital degree of freedom plays an essential role for the superconductivity. (c) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.

    DOI

    Scopus

    1
    被引用数
    (Scopus)
  • Ferromagnetic fluctuation and superconductivity in Na0.35CoO2 center dot 1.3H(2)O: FLEX study of multi-orbital Hubbard model

    M Mochizuki, Y Yanase, M Ogata

    PHYSICA B-CONDENSED MATTER   359   594 - 596  2005年04月  [査読有り]

     概要を見る

    Spin and charge fluctuations and superconductivity in Na0.35CoO2 center dot 1.3H(2)O are studied based on a multi-orbital Hubbard model. By applying the fluctuation exchange (FLEX) approximation, we show that the Hund's-rule coupling between the Co t(2g) orbitals causes ferromagnetic spin fluctuation. Triplet pairing is favored by this ferromagnetic fluctuation on the hole-pocket band. We propose that, in Na0.35CoO2 center dot 1.3H(2)O, Co t(2g) orbitals and inter-orbital Hund's-rule coupling play important roles on the triplet pairing, and this compound can be a first example of the triplet superconductor mediated by inter-orbital interaction-induced ferromagnetic fluctuation. (c) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.

    DOI

    Scopus

    1
    被引用数
    (Scopus)
  • Ferromagnetic Fluctuation and Possible Triplet Superconductivity in NaxCoO2・yH2O: Fluctuation-Exchange Study of the Multiorbital Hubbard Model

    M. Mochizuki, Y. Yanase, M. Ogata

    Phys. Rev. Lett.   94 ( 14 ) 147005  2005年04月  [査読有り]

    DOI

    Scopus

    89
    被引用数
    (Scopus)
  • Multi-Orbital Analysis on the Superconductivity in NaxCoO2・yH2O

    Y. Yanase, M. Mochizuki, M. Ogata

    J. Phys. Soc. Jpn.   74 ( 1 ) 430 - 444  2005年01月  [査読有り]

    DOI

    Scopus

    63
    被引用数
    (Scopus)
  • Orbital physics in the perovskite Ti oxides

    Mochizuki M, Imada M

    NEW JOURNAL OF PHYSICS   6   1 - 42  2004年11月  [査読有り]

    DOI

    Scopus

    97
    被引用数
    (Scopus)
  • G-type antiferromagnetism and orbital ordering due to the crystal field from the rare-earth ions induced by the GdFeO_3-type distortion in RTiO_3 with R=La, Pr, Nd and Sm

    Masahito Mochizuki, Masatoshi Imada

    J. Phys. Soc. Jpn.   73   1833 - 1850  2003年12月  [査読有り]

     概要を見る

    The origin of the antiferromagnetic order and puzzling properties of LaTiO_3
    as well as the magnetic phase diagram of the perovskite titanates are studied
    theoretically. We show that in LaTiO_3, the t_{2g} degeneracy is eventually
    lifted by the La cations in the GdFeO_3-type structure, which generates a
    crystal field with nearly trigonal symmetry. This allows the description of the
    low-energy structure of LaTiO_3 by a single-band Hubbard model as a good
    starting point. The lowest-orbital occupation in this crystal field stabilizes
    the AFM(G) state, and well explains the spin-wave spectrum of LaTiO_3 obtained
    by the neutron scattering experiment. The orbital-spin structures for RTiO_3
    with R=Pr, Nd and Sm are also accounted for by the same mechanism. We point out
    that through generating the R crystal field, the GdFeO_3-type distortion has a
    universal relevance in determining the orbital-spin structure of the perovskite
    compounds in competition with the Jahn-Teller mechanism, which has been
    overlooked in the literature. Since the GdFeO_3-type distortion is a universal
    phenomenon as is seen in a large number of perovskite compounds, this mechanism
    may also play important roles in other compounds of this type.

    DOI

    Scopus

    28
    被引用数
    (Scopus)
  • Orbital-Spin Structure and Lattice Coupling in RTiO<inf>3</inf> where R = La, Pr, Nd, and Sm

    Masahito Mochizuki, Masatoshi Imada

    Physical Review Letters   91 ( 16 ) 1672031 - 1672034  2003年10月  [査読有り]

     概要を見る

    The origin of the G-type antiferromagnetism of RTiO3 with R = La was studied. It was clarified that the crystal field from La lifts the t 2g degeneracy at Ti 3d orbitals. It was suggested that the GdFeO 3-type distortion has a universal mechanism of controlling orbital-spin structure.

    DOI

    Scopus

    11
    被引用数
    (Scopus)
  • Orbital-spin structure and lattice coupling in [formula presented] where [formula presented], [formula presented], [formula presented], and [formula presented]

    Masahito Mochizuki, Masatoshi Imada

    Physical Review Letters   91 ( 16 )  2003年  [査読有り]

     概要を見る

    The origin of the G-type antiferromagnetism [AFM(G)] and puzzling properties of [Formula presented] with [Formula presented] are studied. We clarify that the crystal field from La caused by the [Formula presented]-type distortion lifts the [Formula presented] degeneracy at Ti [Formula presented] orbitals. The lift stabilizes the AFM(G) with spin-exchange constant in agreement with neutron-scattering results. The orbital-spin structures for [Formula presented], Nd, and Sm are also consistent with experiments. We propose that the [Formula presented]-type distortion has a universal mechanism of controlling orbital-spin structure competing with the Jahn-Teller (JT) mechanism. © 2003 The American Physical Society.

    DOI

    Scopus

    11
    被引用数
    (Scopus)
  • Spin and orbital states and their phase transitions of the perovskite-type Ti oxides: Weak coupling approach

    M Mochizuki

    JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN   71 ( 8 ) 2039 - 2047  2002年08月  [査読有り]

     概要を見る

    The magnetic phase diagram of the perovskite-type Ti oxides as a function of the GdFeO3-type distortion is examined by using the Hartree-Fock analysis of a multiband d-p Hamiltonian from a viewpoint of competitions of the spin-orbit interaction, the Jahn-Teller (JT) level-splitting and spin-orbital superexchange interactions. Near the anti ferro magnetic (AFM)-to-ferromagnetic (FM) phase boundary, A-type AFM [AFM(A)] and FM states accompanied by a certain type of orbital ordering are lowered in energy at large JT distortion, which is in agreement with the previous strong coupling study. With increasing the GdFeO3-type distortion, their phase transition occurs. Through this magnetic phase transition, the orbital state hardly changes, which induces nearly continuous change in the spin coupling along the c-axis from negative to positive. The strong suppression of T-N and T-C, which is experimentally observed is attributed to the resulting strong two-dimensionality in the spin coupling near the phase boundary. On the other hand, at small GdFeO3-type without JT distortions, which correspond to LaTiO3, the most stable solution is not G-type AFM [AFM(G)] but FM. Although the spin-orbit interaction has been considered to be relevant at the small or no JT distortion of LaTiO3 in the literature, our analysis indicates that the spin-orbit interaction is irrelevant to the AFM(G) state in LaTiO3 and superexchange-type interaction dominates. On the basis of further investigations on the nature of this FM state and other solutions, this discrepancy is discussed in detail.

    DOI

    Scopus

    13
    被引用数
    (Scopus)
  • ぺロフスカイト型チタン酸化物における磁気-軌道状態と相転移

    望月維人, 今田正俊

    固体物理   36 ( 11 ) 793 - 802  2001年11月  [招待有り]

    CiNii

  • Origin of G-type Antiferromagnetism and Orbital-Spin Structures in ${\rm LaTiO}_3$

    Masahito Mochizuki, Masatoshi Imada

    J. Phys. Soc. Jpn.   70   2872 - 2875  2001年05月  [査読有り]

     概要を見る

    The possibility of the $D_{3d}$ distortion of ${\rm TiO}_6$ octahedra is
    examined theoretically in order to understand the origin of the G-type
    antiferromagnetism (AFM(G)) and experimentally observed puzzling properties of
    ${\rm LaTiO}_3$. By utilizing an effective spin and pseudospin Hamiltonian with
    the strong Coulomb repulsion, it is shown that AFM(G) state is stabilized
    through the lift of the $t_{2g}$-orbital degeneracy accompanied by a tiny
    $D_{3d}$-distortion . The estimated spin-exchange interaction is in agreement
    with that obtained by the neutron scattering. Moreover, the level-splitting
    energy due to the distortion can be considerably larger than the spin-orbit
    interaction even when the distortion becomes smaller than the detectable limit
    under the available experimental resolution. This suggests that the orbital
    momentum is fully quenched and the relativistic spin-orbit interaction is not
    effective in this system, in agreement with recent neutron-scattering
    experiment.

    DOI

    Scopus

    36
    被引用数
    (Scopus)
  • Magnetic and Orbital States and Their Phase Transition of the Perovskite-Type Ti Oxides: Strong Coupling Approach

    Masahito Mochizuki, Masatoshi Imada

    J. Phys. Soc. Jpn.   70   1777 - 1789  2001年02月  [査読有り]

     概要を見る

    The properties and mechanism of the magnetic phase transition of the
    perovskite-type Ti oxides, which is driven by the Ti-O-Ti bond angle
    distortion, are studied theoretically by using the effective spin and
    pseudospin Hamiltonian with strong Coulomb repulsion. It is shown that the
    A-type antiferromagnetic (AFM(A)) to ferromagnetic (FM) phase transition occurs
    as the Ti-O-Ti bond angle is decreased. Through this phase transition, the
    orbital state changes only little whereas the spin-exchange coupling along the
    c-axis is expected to change from positive to negative nearly continuously and
    approaches zero at the phase boundary. The resultant strong two-dimensionality
    in the spin coupling causes rapid suppression of the critical temperature, as
    observed experimentally. It may induce large quantum fluctuations in this
    region.

    DOI

    Scopus

    37
    被引用数
    (Scopus)
  • Magnetic Phase Transition of the Perovskite-type Ti Oxides

    Masahito Mochizuki, Masatoshi Imada

    J. Phys. Soc. Jpn.   69   1982 - 1985  2000年04月  [査読有り]

     概要を見る

    Properties and mechanism of the magnetic phase transition of the
    perovskite-type Ti oxides, which is driven by the Ti-O-Ti bond angle
    distortion, are studied theoretically by using the effective spin and
    pseudo-spin Hamiltonian with strong Coulomb repulsion. It is shown that the
    A-type antiferromagnetic(AFM(A)) to ferromagnetic(FM) phase transition occurs
    as the Ti-O-Ti bond angle is decreased. Through this phase transition, the
    orbital state is hardly changed so that the spin-exchange coupling along the
    c-axis changes nearly continuously from positive to negative and takes
    approximately zero at the phase boundary. The resultant strong
    two-dimensionality in the spin coupling causes a rapid suppression of the
    critical temperature as is observed experimentally.

    DOI

    Scopus

    28
    被引用数
    (Scopus)

▼全件表示

書籍等出版物

  • スピントロニクスハンドブック : 基礎から応用まで

    スピントロニクスハンドブック編集委員会, 佐橋, 政司, 湯浅, 新治, 遠藤, 哲郎( 担当: 共著,  担当範囲: II基礎編第6章第3節『スキルミオン』, 10頁)

    エヌ・ティー・エス  2023年05月 ISBN: 9784860438425

  • Multiferroics: Fundamentals and Applications

    M. Mochizuki, edited by D. Meier, A. Cano, M. Trassin( 担当: 共著,  担当範囲: Chapter contribution to a book, 15pages)

    De Gruyter  2021年06月 ISBN: 3110580977

    ASIN

  • Chirality, magnetism and magnetoelectricity : separate phenomena and Joint effects in metamaterial structures

    M. Mochizuki, edited by E. Kamenetskii( 担当: 共著,  担当範囲: Chapter contribution to a book, 24pages)

    Springer  2021年 ISBN: 9783030628437

  • Skyrmions in Magnetic Materials

    S. Seki, M. Mochizuki( 担当: 共著)

    Springer  2016年 ISBN: 9783319246512

  • Topological Structures in Ferroic Materials: Domain Walls, Skyrmions and Vortices

    M. Mochizuki, edited by J. Seidel( 担当: 共著,  担当範囲: Chapter contribution to a book, 27 pages)

    Springer  2016年 ISBN: 9783319253015

講演・口頭発表等

  • アメーバ模倣型組合せ最適化マシンの数理モデルの提案:物理的実装を志向した単純化

    宮島悠輔, 望月維人

    第71回応用物理学会春季学術講演会 23p-22B-10  

    発表年月: 2024年03月

  • Interaction engineering: Anharmonic effects on magnons in the sawtooth chain antiferromagnet Fe2Se2O7

    Rintaro Eto, Masahito Mochizuki, Alexander Mook

    日本物理学会2024年春季大会 20aC2-5(英語セッション)  

    発表年月: 2024年03月

  • アメーバ模倣型組合せ最適化マシンの改良数理モデル

    宮島悠輔, 望月維人

    日本物理学会2024年春季大会 18pL2-13  

    発表年月: 2024年03月

  • 三角格子上J1-J3古典ハイゼンベルク模型における光誘起磁気相転移と光誘起トポロジカル磁性の理論研究

    飯島崇陽, 望月維人

    日本物理学会2024年春季大会 18pC1-5  

    発表年月: 2024年03月

  • Theoretical study of the photoinduced magnetic transition in the Kondo lattice model

    Ryo Hamano, Masahito Mochizuki

    The 22nd Japan-Korea-Taiwan Symposium on Strongly Correlated Electron Systems, PS-36  

    発表年月: 2024年03月

  • Theory of chiral damping in ferromagnetic and antiferromagnetic textures

    Collins Akosa, Masahito Mochizuki

    The 22nd Japan-Korea-Taiwan Symposium on Strongly Correlated Electron Systems, PS-26  

    発表年月: 2024年03月

  • Interaction engineering: Anharmonic effects on magnons in the sawtooth chain antiferromagnet Fe2Se2O7

    Rintaro Eto, Masahito Mochizuki

    The 22nd Japan-Korea-Taiwan Symposium on Strongly Correlated Electron Systems, PS-10  

    発表年月: 2024年03月

  • Predicted Novel Type of Photoinduced Topological Phase Transition Accompanied by Collision and Collapse of Dirac-cone Pair in Organic Salt &alpha;-(BEDT-TTF)2I3

    K. Kitayama, M. Ogata, Y. Tanaka, M. Mochizuki

    American Physical Society (APS) March meeting 2024  

    発表年月: 2024年03月

  • 械学習による2次元スピン模型の相転移の検出:二次相転移とBerezinskii-Kosterlitz-Thouless転移

    宮島悠輔, 望月維人

    第17回物性科学領域横断研究会 (領域合同研究会)  

    発表年月: 2023年11月

  • Machine-learning detection of the Berezinskii-Kosterlitz-Thouless transition and the second-order transition in two-dimensional spin models

    Yusuke Miyajima, Masahito Mochizuki

    International Conference on Machine Learning Physics  

    発表年月: 2023年11月

  • スピン模型のトポロジカル相転移を検出する汎用的な機械学習手法の開発

    望月維人  [招待有り]

    学術変革領域研究(A)「学習物理学の創成」令和5年度領域会議  

    発表年月: 2023年09月

  • 物理実装を志向したアメーバ模倣型組み合わせ最適化マシンの数理モデルの提案

    宮島悠輔, 望月維人

    第84回応用物理学会秋季学術講演会 20a-A303-4  

    発表年月: 2023年09月

  • 4重波数磁気ヘッジホッグ格子におけるトポロジカルマグノン

    衛藤倫太郎, 望月維人

    日本物理学会第78回年次大会 18aC200-5  

    発表年月: 2023年09月

  • アメーバ模倣型組み合わせ最適化マシンの数理モデルの提案:物理的実装に向けて

    宮島悠輔, 望月維人

    日本物理学会第78回年次大会 16pB202-11  

    発表年月: 2023年09月

  • 4重波数磁気ヘッジホッグ格子におけるワイル・ノーダルラインマグノン

    衛藤倫太郎, 望月維人

    研究会「強相関電子系のフロンティア」  

    発表年月: 2023年08月

  • 機械学習による2次元スピン模型の二次相転移およびBerezinskii-Kosterlitz-Thouless転移の検出

    宮島悠輔, 望月維人

    研究会「強相関電子系のフロンティア」  

    発表年月: 2023年08月

  • スピン-電荷結合系磁性体における光学応答および光誘起相転移現象の理論的研究

    望月維人  [招待有り]

    研究会「強相関電子系のフロンティア」  

    発表年月: 2023年08月

  • Spin-charge decoupling in the low-energy excitations of skyrmion crystals in Kondo-lattice magnets

    Rintaro Eto, Masahito Mochizuki

    11th International Symposium on Metallic Multilayers (MML2023)  

    発表年月: 2023年07月

  • Creation, Manipulation and Switching of Topological Magnetisms in Spin-Charge Coupled Magnet

    Masahito Mochizuki  [招待有り]

    13th International Conf. on Metamaterials, Photonic Crystals and Plasmonics (META2023)  

    発表年月: 2023年07月

  • Theory of Magnetism-Induced Negative Thermal Expansion in Inverse Perovskite Antiferromagnets

    Masahito Mochizuki  [招待有り]

    4th International Symposium on Negative Thermal Expansion and Related Materials (ISNTE-4)  

    発表年月: 2023年07月

  • Thermoelectric effect of magnetic skyrmions

    Masahito Mochizuki

    7th edition of the Sol-SkyMag International Conference (Sol-SkyMag2023)  

    発表年月: 2023年06月

  • Goldstone excitations with spin-charge separation in skyrmion crystals in Kondo-lattice systems

    Rintaro Eto

    7th edition of the Sol-SkyMag International Conference (Sol-SkyMag2023)  

    発表年月: 2023年06月

  • Electromagnon Excitations and Microwave/Optical Device Functions in Multiferroic Materials

    Masahito Mochizuki  [招待有り]

    9th International Conference on Antennas and EM Systems (AES2023)  

    発表年月: 2023年06月

  • Reservoir Computing with Spin Waves in a Skyrmion Crystal

    Mu-Kun Lee, Masahito Mochizuki

    IEEE International Magnetics Conference (INTERMAG2023)  

    発表年月: 2023年05月

  • Dynamical Switching, Creation and Manipulation of Topo Magnetism in Spin-Charge Coupled Magnets

    Masahito Mochizuki  [招待有り]

    8th International Conference on Superconductivity and Magnetism (ICSM2023)  

    発表年月: 2023年05月

  • Proposal of computational models of Amoeba-inspired combinatorial optimization machines

    Yusuke Miyajima, Masahito Mochizuki

    Proposal of computational models of Amoeba-inspired combinatorial optimization machines  

    発表年月: 2023年03月

  • 3次元近藤格子模型における四重波数磁気ヘッジホッグ格子

    衛藤倫太郎, 望月維人

    日本物理学会第77回年次大会(2022年) 17pT11-1  

    発表年月: 2022年03月

  • 機械学習によるXXZ模型のBKT転移および2次相転移の検出

    宮島悠輔, 望月維人

    日本物理学会第77回年次大会(2022年) 16aB19-10  

    発表年月: 2022年03月

  • 三角格子上の近藤格子モデルにおける光誘起120度スピン秩序の理論的研究

    井上隆, 望月維人

    日本物理学会第77回年次大会(2022年) 16aB26-2  

    発表年月: 2022年03月

  • Spin and Charge Excitations of Skyrmion Crystals in Itinerant Magnet

    Rintaro Eto, Masahito Mochizuki

    International Conference on Frustration, Topology, and Spin Textures (ICFTS2021)  

    発表年月: 2021年12月

    開催年月:
    2021年12月
     
     
  • Machine learning detection of multiple phase transitions including BKT transition in the q-state clock models

    Yusuke Miyajima, Masahito Mochizuki

    International Conference on Frustration, Topology, and Spin Textures (ICFTS2021)  

    発表年月: 2021年12月

    開催年月:
    2021年12月
     
     
  • Theory of optical spin-polarization induction in Rashba spin-orbit electron systems

    Yasuhiro Tanaka, Takashi Inoue, Masahito Mochizuki

    International Conference on Frustration, Topology, and Spin Textures (ICFTS2021)  

    発表年月: 2021年12月

    開催年月:
    2021年12月
     
     
  • Photoinduced 120-degree spin order and Z2 vortices in the Kondo-lattice model on a triangular lattice

    Takashi Inoue, Masahito Mochizuki

    International Conference on Frustration, Topology, and Spin Textures (ICFTS2021)  

    発表年月: 2021年12月

    開催年月:
    2021年12月
     
     
  • Dynamical manipulations of topological magnetism with light and microwave electromagnetic fields

    Masahito Mochizuki  [招待有り]

    International Conference on Frustration, Topology, and Spin Textures (ICFTS2021)  

    発表年月: 2021年12月

    開催年月:
    2021年12月
     
     
  • Reservoir computing with spin waves in magnetic skyrmion crystal

    Masahito Mochizuki  [招待有り]

    理化学研究所CEMSセミナー  

    発表年月: 2021年12月

    開催年月:
    2021年12月
    -
     
  • 機械学習によるKosterlitz-Thouless転移の検出

    宮島悠輔, 村田優介, 田中康寛, 望月維人

    日本物理学会2021年秋季大会 22pL4-3  

    発表年月: 2021年09月

  • 遍歴ヘリカル磁性体中における磁気構造のダイナミクスの理論研究

    衛藤倫太郎, Rico Pohle, 望月維人

    日本物理学会2021年秋季大会 20aC1-4  

    発表年月: 2021年09月

  • Theory of Photoinduced Spin Polarization in Spin-Orbit-Coupled Systems

    Masahito Mochizuki  [招待有り]

    The 11th International Conference on Metamaterials, Photonic Crystals and Plasmonics (META 2021) ``Chirality, magnetism, and magnetoelectricity: Separate phenomena and joint effects in metamaterial structures"  

    発表年月: 2021年07月

    開催年月:
    2021年07月
     
     
  • 機械学習を用いたクロック模型のKT転移を含む多段磁気転移の検出

    宮島悠輔, 村田優介, 田中康寛, 望月維人

    日本物理学会2020年秋季大会 PSL-22  

    発表年月: 2020年09月

    開催年月:
    2020年09月
     
     
  • 円偏光レーザー誘起スピン偏極のフロケ理論:振動磁場と振動電場の効果

    井上隆, 田中康寛, 望月維人

    日本物理学会2020年秋季大会 9aC2-5  

    発表年月: 2020年09月

  • 有機導体α-(BEDT-TTF)2I3における円偏光誘起トポロジカル状態:時間依存シュレディンガー方程式によるアプローチ

    田中康寛, 望月維人

    日本物理学会2020年秋季大会 9aH2-1  

    発表年月: 2020年09月

  • 張力ひずみ由来の異方性ジャロシンスキー守谷相互作用による磁気スキルミオンの安定化・不安定化の理論研究

    田中康平, 朝日透, 望月維人

    日本物理学会2020年秋季大会 9aH2-4  

    発表年月: 2020年09月

  • 有機導体α-(BEDT-TTF)2I3の光誘起トポロジカル相転移の理論研究

    北山圭亮, 望月維人

    日本物理学会2020年秋季大会 9aH2-7  

    発表年月: 2020年09月

  • Floquet理論を用いたα-(BEDT-TTF)2I3の光誘起トポロジカル相転移の理論研究

    北山圭亮, 望月維人

    日本物理学会第75年次大会(2020年) 19aB21-8  

    発表年月: 2020年03月

  • 有機導体α-(BEDT-TTF)2I3における円偏光誘起トポロジカル状態の性質

    田中康寛, 望月維人

    日本物理学会第75年次大会(2020年) 19aB21-9  

    発表年月: 2020年03月

  • ニューラルネットワークによるn状態クロック模型のKT転移の検出

    宮島悠輔, 村田優介, 田中康寛, 望月維人

    日本物理学会第75年次大会(2020年) 19pK36-2  

    発表年月: 2020年03月

  • La5Mo4O16の電子状態と伝導性ドメイン壁に関する理論研究

    三宅将之, 中惇, 勝藤拓郎, 望月維人

    日本物理学会第75年次大会(2020年) 18pB21-1  

    発表年月: 2020年03月

  • 一軸張力ひずみによるスキルミオン相安定化・不安定化の理論研究:基底状態相図と有限温度相図

    田中康平, 朝日透, 望月維人

    日本物理学会第75年次大会(2020年) 18pB21-9  

    発表年月: 2020年03月

  • 円偏光レーザーが誘起するスピン偏極におけるスピン軌道相互作用の効果の理論研究

    井上隆, 田中康寛, 望月維人

    日本物理学会第75年次大会(2020年) 17aPS-155  

    発表年月: 2020年03月

  • スピン軌道相互作用のある電子系における円偏光誘起スピン偏極の理論:数値計算とフロケ解析

    田中康寛, 望月維人

    日本物理学会2019年秋季大会 11aD10-1  

    発表年月: 2019年09月

  • Rashba電子系におけるスリット型電子干渉実験の理論研究

    清水宏太郎, 望月維人

    日本物理学会2019年秋季大会 10aD15-7  

    発表年月: 2019年09月

  • Microwave-Active Dynamics of Magnetic Skyrmions under Application of a Tilted Magnetic field

    望月維人  [招待有り]

    The 10th International Conference on Metamaterials, Photonic Crystals and Plasmonics (META 2019) ``Chirality, magnetism, and magnetoelectricity: Separate phenomena and joint effects in metamaterial structures"  

    発表年月: 2019年07月

  • Microwave-Induced Dynamical Phenomena of Magnetic Skyrmions

    望月維人  [招待有り]

    The 4th International Conference ``Nanomagnetism and spintronics" (Sol-SkyMag 2019)  

    発表年月: 2019年06月

  • Microwave-driven dynamics of magnetic skyrmions

    望月維人  [招待有り]

    The 5th International Worskhop on Topological Structures in Ferroic Materials (TOPO2019)  

    発表年月: 2019年06月

  • Theoretical Study on the Magnetism-Driven Negative Thermal Expansion Phenomenon in the Inverse-Perovskite Antiferromagnets

    望月維人

    International Conference on Frontiers of Correlated Electron Sciences (FCES2019)  

    発表年月: 2019年05月

  • 一軸張力歪みによるスキルミオン相安定化の数値的研究

    田中康平, 菅原諒介, 朝日透, 望月維人

    日本物理学会第74回年次大会 17aF201-8  

    発表年月: 2019年03月

  • 空間反転対称性の破れた磁性体における磁気スキルミオン

    望月維人  [招待有り]

    新学術領域「J-Physics:多極子伝導系の物理」Tropical Topical Meeting「カイラル磁性体EuPtSiの電子物性--研究の現状と今後の展開--」  

    発表年月: 2018年12月

  • 逆ペロブスカイト型マンガン窒化物における負の熱膨張と磁気相転移の理論研究

    小林賢也, 望月維人

    日本物理学会2018年秋季大会 11aC210-4  

    発表年月: 2018年09月

  • マイクロ波によるスキルミオン伝送の理論研究

    一花幹人, 竹内祥人, 望月維人

    日本物理学会2018年秋季大会 10aC210-2  

    発表年月: 2018年09月

  • スキルミオン型トポロジカル磁気構造のスピン軌道トルク駆動

    大木祐人, 竹内祥人, 望月維人

    日本物理学会2018年秋季大会 10aC210-3  

    発表年月: 2018年09月

  • スキルミオン結晶を用いたマイクロ波による直流スピン起電力生成の理論研究

    小出竜也, 竹内祥人, 望月維人

    日本物理学会2018年秋季大会 9pC117-12  

    発表年月: 2018年09月

  • 磁気構造の存在するラシュバ電子系における電気伝導の理論

    竹内祥人, 柴田絢也, 河野浩, 多々良源

    日本物理学会2018年秋季大会 9pC117-13  

    発表年月: 2018年09月

  • 円偏光マイクロ波による磁化反転とスキルミオン生成の理論研究

    三宅将之, 望月維人

    日本物理学会2018年秋季大会 9aPS-28  

    発表年月: 2018年09月

  • エレクトロマグノン励起を用いた孤立スキルミオンの駆動

    竹内祥人, 望月維人

    日本物理学会第73回年次大会 23pK304-12  

    発表年月: 2018年03月

  • 負の熱膨張を示す逆ペロブスカイト型Mn窒化物の磁気秩序と相転移の理論研究

    小林賢也, 岡部玲央哉, 山本大輔, 望月維人

    日本物理学会第73回年次大会 22pPSA-24  

    発表年月: 2018年03月

  • スキルミオン結晶相においてマイクロ波が誘起する直流スピン起電力成分の理論研究

    小出竜也, 竹内祥人, 望月維人

    日本物理学会第73回年次大会 22pPSB-12  

    発表年月: 2018年03月

  • スキルミオン型トポロジカル磁気構造のスピン軌道トルク駆動の理論研究

    大木祐人, 竹内祥人, 望月維人

    日本物理学会第73回年次大会 22pPSB-21  

    発表年月: 2018年03月

  • 傾斜磁場中のスキルミオン結晶相が示すマイクロ波磁気共鳴モードの理論研究

    一花幹人, 竹内祥人, 望月維人

    日本物理学会第73回年次大会 22pPSB-22  

    発表年月: 2018年03月

  • Dynamical Phenomena and Device Functions of Magnetic Skyrmions

    望月維人  [招待有り]

    EDTM (Electron Devices Technology and Manufacturing Conference)2018「Symposium on Frontier Researches of Functional Oxide Devices and Materials」  

    発表年月: 2018年03月

  • Dynamical Phenomena and Device Functions of Magnetic Skyrmions

    望月維人  [招待有り]

    The 19th Japan-Korea-Taiwan Symposium on Strongly Correlated Electron Systems (JKT19)  

    発表年月: 2018年01月

  • 磁性強誘電体が示す電場励起マグノンと光・マイクロ波現象

    望月 維人  [招待有り]

    第5回豊田理研ワークショップ「スピン秩序の動的光制御」   公益財団法人豊田理化学研究所  

    発表年月: 2017年10月

  • トポロジカル磁気構造が拓く新しいスピントロニクス

    望月 維人  [招待有り]

    第78回応用物理学会秋季学術講演会特別シンポジウム「物質中のトポロジー:応用にどのように結びつくのか?」   応用物理学会  

    発表年月: 2017年09月

  • Dynamical Phenomena of Magnetic Skyrmions

    望月 維人  [招待有り]

    International Workshop on Topological Structures in Ferroic Material   Leeds University  

    発表年月: 2017年08月

  • 交流ラシュバ場が誘起するスピン流とスピントルク

    竹内祥人, 水島成康, 望月維人

    日本物理学会第72回年次大会 20aC24-4   日本物理学会  

    発表年月: 2017年03月

  • ネール型スキルミオン相を発現する極性絶縁磁性体GaV4S8の相図と磁気構造の理論

    望月維人

    日本物理学会第72回年次大会 18pH11-13   日本物理学会  

    発表年月: 2017年03月

  • 高いデバイス機能を有するナノスケールトポロジカル磁気テクスチャの理論設計

    望月維人

    科学技術振興機構 さきがけ研究 [平成25~28年度]研究終了報告会   科学技術振興機構  

    発表年月: 2017年01月

  • 磁気スキルミオンが示す電気磁気現象

    望月 維人  [招待有り]

    豊田理研ワークショップ「キラル対称系の電磁応答」   公益財団法人豊田理化学研究所  

    発表年月: 2016年11月

  • 高いデバイス機能を有するナノスケールトポロジカル磁気テクスチャの理論設計

    望月維人

    科学技術振興機構 さきがけ研究 [平成25~28年度]第7回領域会議   科学技術振興機構  

    発表年月: 2016年11月

  • 磁気スキルミオンのデバイス機能とダイナミクス

    望月 維人  [招待有り]

    日本HDD協会(IDEMA)ヘッドディスク部会ワークショップ   日本HDD協会(IDEMA)  

    発表年月: 2016年11月

  • 磁気スキルミオンの特異なダイナミクスとデバイス機能

    望月 維人  [招待有り]

    豊田理化学研究所・特定課題研究研究会「スピンと熱・体積機能」   公益財団法人豊田理化学研究所  

    発表年月: 2016年08月

  • Invited as a chair of the multiferroic session (discussion leader)

    望月 維人  [招待有り]

    Gordon Research Conference: Multiferroic & Magnetoelectric Materials   Gordon Research Conference  

    発表年月: 2016年08月

  • 磁気スキルミオンのダイナミクスとデバイス機能

    望月 維人  [招待有り]

    電子情報通信学会磁気記録・情報ストレージ研究会   電子情報通信学会  

    発表年月: 2016年06月

  • 高いデバイス機能を有するナノスケールトポロジカル磁気テクスチャの理論設計

    望月維人

    科学技術振興機構 さきがけ研究 [平成25~28年度]第6回領域会議   科学技術振興機構  

    発表年月: 2016年05月

  • Dynamical magnetoelectric phenomena in multiferroic Mn perovskites

    望月 維人  [招待有り]

    ICSM (International Conference on Superconductivity and Magnetism) 2016   ICSM  

    発表年月: 2016年04月

  • 絶縁性キラル磁性体薄膜への電場によるスキルミオン書き込みの理論

    望月維人

    日本物理学会第71回年次大会 21pBC-3   日本物理学会  

    発表年月: 2016年03月

  • 磁気スキルミオンが示す特異なダイナミクスの理論

    望月 維人  [招待有り]

    第55回化合物新磁性材料専門研究会「トポロジカルなスピンテクスチャの可視化とダイナミクス」   日本磁気学会  

    発表年月: 2016年03月

  • Dynamical phenomena of magnetic skyrmions

    望月 維人  [招待有り]

    RIKEN CEMS Discussion Meeting ``Topological Phenomena in Noncentrosymmetric Magnets"   理化学研究所  

    発表年月: 2016年01月

  • 磁気スキルミオンのダイナミクスとデバイス機能

    望月 維人  [招待有り]

    日本磁気学会第205回研究会/第56回スピンエレクトロニクス専門研究会(共催) 将来の磁気デバイスを担う新しいナノ磁気構造とスピン操作の可能性 ~カイラル磁性とスピンオービトロニクスが拓く新現象~   日本磁気学会  

    発表年月: 2015年12月

  • Dyamics of magnetic skyrmions in multiferroics

    望月 維人  [招待有り]

    EMN (Energy Materials and Nanotechnology) Hong Kong Meeting   EMN  

    発表年月: 2015年12月

  • 高いデバイス機能を有するナノスケールトポロジカル磁気テクスチャの理論設計

    望月維人

    科学技術振興機構 さきがけ研究 [平成25~28年度]第5回領域会議   科学技術振興機構  

    発表年月: 2015年11月

  • スパイラル磁性強誘電体TbMnO3における磁場誘起分極フロップの理論

    望月維人

    日本物理学会2015年秋季大会 19aDB-6   日本物理学会  

    発表年月: 2015年09月

  • スパイラル磁性強誘電体TbMnO3における電場磁場ドメイン制御の実空間観測

    松原正和, Sebastian Manz, 望月維人, 井山彩人, 木村剛, Manfred Fiebig

    日本物理学会2015年秋季大会 19aDB-5   日本物理学会  

    発表年月: 2015年09月

  • 絶縁キラル磁性体Cu2OSeO3におけるマイクロ波磁気カイラル効果の理論

    望月維人

    日本物理学会2015年秋季大会 19aDB-9   日本物理学会  

    発表年月: 2015年09月

  • 熱勾配によるスキルミオンのラチェット回転とトポロジカルマグノンホール効果

    望月維人, 于秀珍, 関真一郎, 金澤直也, 小椎八重航, J. Zang, M. Mostovo, 十倉好紀, 永長直人

    日本物理学会2015年秋季大会 18aCM-3   日本物理学会  

    発表年月: 2015年09月

  • マルチフェロイックスにおける電荷・スピン・格子結合と熱揺らぎの物理

    望月 維人  [招待有り]

    豊田理化学研究所特定課題研究「巨大負熱膨張材料を用いた革新的熱膨張制御技術の開発」第3回研究会   公益財団法人豊田理化学研究所  

    発表年月: 2015年08月

  • 高いデバイス機能を有するナノスケールトポロジカル磁気テクスチャの理論設計

    望月維人

    科学技術振興機構 さきがけ研究 [平成25~28年度]第4回領域会議   科学技術振興機構  

    発表年月: 2015年07月

  • Dynamics of Skyrmions in Chiral-Lattice Magnets

    望月 維人  [招待有り]

    International Workshop on "Topological structures in ferroic materials"   IOP  

    発表年月: 2015年05月

  • 高いデバイス機能を有するナノスケールトポロジカル磁気テクスチャの理論設計

    望月維人

    科学技術振興機構 さきがけ研究 [平成25~28年度]第3回領域会議   科学技術振興機構  

    発表年月: 2015年01月

  • Thermally Driven Ratchet Motion of a Skyrmion Microcrystal and Topological Magnon Hall Effect

    望月 維人  [招待有り]

    59th Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials (MMM 2014)   MMM  

    発表年月: 2014年11月

  • Current-Driven Dynamics of Magnetic Skyrmions in Chiral-Lattice Magnets

    望月 維人  [招待有り]

    Japan-Swiss Joint Workshop ``Trends in Theory of Correlated Materials"   日本学術振興会  

    発表年月: 2014年10月

  • 高いデバイス機能を有するナノスケールトポロジカル磁気テクスチャの理論設計

    望月維人

    科学技術振興機構 さきがけ研究 [平成25~28年度]第2回領域会議   科学技術振興機構  

    発表年月: 2014年09月

  • Magnon Current-Driven Dynamics of Magnetic Skyrmions in Chiral-Lattice Magnets

    望月 維人  [招待有り]

    International Conference on Strongly Correlated Electron Systems (SCES 2014)   SCES  

    発表年月: 2014年07月

  • カイラル絶縁磁性体における磁気スキルミオンの電場駆動・制御の理論

    望月 維人  [招待有り]

    日本学術振興会「産業応用をめざした新物質機能の設計と実証」に関する研究開発専門委員会   日本学術振興会  

    発表年月: 2014年05月

  • マルチフェロイックMnペロブスカイトの電気磁気現象に関する理論研究

    望月 維人  [招待有り]

    日本物理学会第69回年次大会 第8回日本物理学会若手奨励賞受賞記念講演(領域8)   日本物理学会  

    発表年月: 2014年03月

  • Current-induced skyrmion dynamics in constricted geometries

    J. Iwasaki, M. Mochizuki, N. Nagaosa

    2014 APS March Meeting   APS  

    発表年月: 2014年03月

  • Thermally Driven Ratchet Motion of Skyrmion Microcrystal and Topological Magnon Hall Effect

    M. Mochizuki, X. Z. Yu, S. Seki, N. Kanazawa, W. Koshibae, J. Zang, M. Mostovoy, Y. Tokura, N. Nagaosa

    2014 APS March Meeting   APS  

    発表年月: 2014年03月

  • Theoretical Studies on Dynamical Phenomena of Magnetic Skyrmions

    望月 維人  [招待有り]

    2014 American Physical Society (APS) March Meeting   APS  

    発表年月: 2014年03月

  • 高いデバイス機能を有するナノスケールトポロジカル磁気テクスチャの理論設計

    望月維人

    科学技術振興機構 さきがけ研究 [平成25~28年度]第1回領域会議   科学技術振興機構  

    発表年月: 2014年02月

  • Current-driven dynamics of skyrmions

    望月 維人  [招待有り]

    Workshop on Current-Driven Magnetisation Dynamics   Leeds University  

    発表年月: 2014年01月

  • 最近のスキルミオン研究

    望月 維人  [招待有り]

    第3回強相関電子系理論の最前線‒ 若手によるオープン・イノベーション ‒  

    発表年月: 2013年12月

  • 制限されたサンプル形状におけるスキルミオンの電流駆動ダイナミクス

    岩崎惇一, 望月維人, 永長直人

    日本物理学会2013年秋季大会 27aKF-9   日本物理学会  

    発表年月: 2013年09月

  • スキルミオン結晶の電磁場活性スピン波モードと干渉効果

    望月維人, 関真一郎

    日本物理学会2013年秋季大会 25aKQ-10   日本物理学会  

    発表年月: 2013年09月

  • Theory of dynamical magnetoelectric phenomena in multiferroics with noncollinear spin structures

    望月 維人  [招待有り]

    5th Asia Pacific Center for Theoretical Physics (APCTP) Workshop on Multiferroics   APCTP  

    発表年月: 2013年05月

  • スキルミオンの特異なダイナミクス

    望月 維人  [招待有り]

    Workshop: CROSSroads of Users and J-PARC 第3回「カイラル磁性体-起源と機能-」   中性子科学センター  

    発表年月: 2012年12月

  • カイラル磁性体のスキルミオンの電気磁気・熱励起ダイナミクス

    望月 維人  [招待有り]

    第2回強相関電子系理論の最前線--若手によるオープン・イノベーション--  

    発表年月: 2012年12月

  • 電流駆動スキルミオンダイナミクスの理論的研究

    岩崎惇一, 望月維人, 永長直人

    日本物理学会2012年秋季大会 20aCC-7   日本物理学会  

    発表年月: 2012年09月

  • カイラル磁性体におけるスキルミオンクラスタの熱揺らぎ誘起自発ラチェット回転の理論

    望月維人, 永長直人

    日本物理学会2012年秋季大会 20aCC-5   日本物理学会  

    発表年月: 2012年09月

  • スキルミオン結晶相のマイクロ波吸収に見られる巨大非相反方向二色性の理論

    望月維人, 日本物理学会

    日本物理学会2012年秋季大会 19pGA-7   日本物理学会  

    発表年月: 2012年09月

  • スカーミオン結晶相のマグノンモード、円偏光依存性と強励起効果

    望月維人

    日本物理学会第67回年次大会 25aYF-13   日本物理学会  

    発表年月: 2012年03月

  • マルチフェロイックスにおけるエレクトロマグノン励起とスピンカイラリティの光スイッチ現象

    望月 維人  [招待有り]

    テラヘルツテクノロジーフォーラム平成23年度第2回技術検討会   日本分光学会  

    発表年月: 2012年03月

  • Proposed Optical/Microwave Manipulation of Nanoscale Spin Textures: Multiferroics and Skyrmions

    望月維人

    FIRST-QS2C Workshop on 「Emergent Phenomena of Correlated Materials」  

    発表年月: 2011年12月

  • Theories of Dynamical Magnetoelectric Phenomena in Multiferroic RMnO3

    望月維人, 古川信夫, 永長直人

    International Workshop on 「Novel Phenomena in Frustrated Systems」  

    発表年月: 2011年05月

  • Dynamical Magnetoelectric Phenomena in the Multiferroic Mn Perovskites

    望月 維人  [招待有り]

    2011 American Physical Society (APS) March Meeting   APS  

    発表年月: 2011年03月

  • スパイラル磁性体におけるスピンカイラリティの光スイッチの理論

    望月 維人  [招待有り]

    「固体光誘起状態の非平衡ダイナミックス理論とその今後の展望」   KEK研究会  

    発表年月: 2011年02月

  • マルチフェロイックスにおけるスピンカイラリティの光スイッチの理論

    望月維人, 永長直人

    日本物理学2010年秋季大会 24pWJ-7   日本物理学会  

    発表年月: 2010年09月

  • マルチフェロイックスの理論

    望月 維人  [招待有り]

    日本物理学会2010年秋季大会 領域10,8,7,3シンポジウム「誘電体に潜む新しい秩序:最近の話題」   日本物理学会  

    発表年月: 2010年09月

  • マルチフェロイックMnペロフスカイトのエレクトロマグノン励起の理論:二つのピークを持つスペクトルの起源

    望月維人, 古川信夫, 永長直人

    日本物理学会第65回年次大会 21aGF-8   日本物理学会  

    発表年月: 2010年03月

  • Microscopic Theory on the Electromagnetic Phase Diagram for Multiferroic RMnO3: A-type, Incommensurate Spiral, and E-type Spin Phases

    古川信夫, 望月維人

    2010 APS March Meeting   APS  

    発表年月: 2010年03月

  • Vital roles of the biquadratic interaction on electromagnon excitations

    望月維人, 古川信夫, 永長直人

    2010 American Physical Society (APS) March Meeting   APS  

    発表年月: 2010年03月

  • マルチフェロイック物質におけるスピンダイナミクスの数値シミュレーション

    望月 維人  [招待有り]

    次世代スパコン/ナノ統合プロジェクト(情報機能・材料分野)研究会「新物質とエネルギー」   次世代スパコン/ナノ統合プロジェクト  

    発表年月: 2010年03月

  • 微視的理論が解き明かすRMnO3の相図の全貌:A型反強磁性,非整合螺旋磁性,そしてE型反強磁性

    望月維人, 古川信夫

    日本物理学会秋季大会 27aRL-10   日本物理学会  

    発表年月: 2009年09月

  • Competing Two Multiferroic Phases and Their Control in Perovskite Manganites

    望月 維人  [招待有り]

    Joint European Japanese Conference: Frustration in Condensed Matter   日欧産業協力センター  

    発表年月: 2009年05月

  • マルチフェロイックRMnO3の磁場中電気磁気相図の理論

    望月維人, 古川信夫

    日本物理学会第64回年次大会 27aTA-1   日本物理学会  

    発表年月: 2009年03月

  • マルチフェロイックRMnO3の磁場誘起分極フロップの機構

    望月維人, 古川信夫

    日本物理学会秋季大会 21aQA-4   日本物理学会  

    発表年月: 2008年09月

  • マルチフェロイックMnペロフスカイトにおけるフラストレーションと電気-磁気相図の理論

    望月 維人  [招待有り]

    科研費特定領域研究「フラストレーションが創る新しい物性」第2回トピカルミーティング「フラストレーションとマルチフェロイックス」   JSPS  

    発表年月: 2008年06月

  • マンガンペロフスカイトにおけるフラストレーションと磁気相図

    望月維人, 古川信夫

    日本物理学会第63回年次大会 23aYB-6   日本物理学会  

    発表年月: 2008年03月

  • 強相関超伝導体における軌道自由度:Co酸化物超伝導体の例

    望月 維人  [招待有り]

    科研費特定領域「異常量子物質の創製」若手の会第三回会議「新しい物理を生む新物質」   JSPS  

    発表年月: 2007年12月

  • Phase Diagrams, Thermodynamic Quantities and Possible Two Different Superconducting States of Multiorbital Superconductor NaxCoO2・yH2O

    望月維人, 小形正男

    2007 American Physical Society (APS) March Meeting   APS  

    発表年月: 2007年03月

  • 多軌道型超伝導体NaxCoO2・yH2Oにおける超伝導と磁性相関

    望月 維人  [招待有り]

    日本応用磁気学会第24回化合物新磁性材料研究会「強磁性相関を内在する超伝導体の最近の話題」   日本応用磁気学会  

    発表年月: 2007年03月

  • Exotic Superconductivity on the Triangular Lattice in NaxCoO2・yH2O: Theories and Experiments

    望月 維人  [招待有り]

    International Focus Workshop on Mobile Fermions and Bosons on Frustrated Lattice   Max-Planck Institute  

    発表年月: 2007年01月

  • Co酸化物超伝導体の比熱、磁場侵入長、その他の物理量

    望月維人, 小形正男

    日本物理学会第61回秋季大会 25pZL-11   日本物理学会  

    発表年月: 2006年09月

  • Co酸化物超伝導体の相図:二つの超伝導相と磁気秩序相

    望月維人, 小形正男

    日本物理学会第61回秋季大会 25pZL-10   日本物理学会  

    発表年月: 2006年09月

  • Co酸化物超伝導体の電子構造:CoO2面の厚みとの関係

    望月維人, 小形正男

    日本物理学会第61回秋季大会 25pZL-9   日本物理学会  

    発表年月: 2006年09月

  • Band Structures, Fermi Surface Topology and Superconductivity in NaxCoO2・yH2O: Effects of the Trigonal CoO6 Distortion

    望月維人, 柳瀬陽一, 小形正男

    2006 American Physical Society (APS) March Meeting   APS  

    発表年月: 2006年03月

  • Ferromagnetic Fluctuation and Possible Triplet Superconductivity Due to Interorbital Hund's-Rule Coupling in Na0.35CoO2・1.3H2O

    望月 維人  [招待有り]

    KINKEN International Workshop ``t2g軌道縮退系の新展開"   東北大学金属材料研究所  

    発表年月: 2005年10月

  • NaxCoO2・yH2Oにおけるスピン三重項超伝導と磁場中相図: 軌道効果、常磁性効果とスピン-軌道相互作用

    柳瀬陽一, 宇田川将文, 望月維人, 小形正男

    日本物理学会第60回秋季大会 21aXD-1   日本物理学会  

    発表年月: 2005年09月

  • 多軌道型超伝導体NaxCoO2・yH2Oにおける軌道自由度に由来する物性現象

    望月維人, 柳瀬陽一, 小形正男

    日本物理学会第60回秋季大会 21aXD-3   日本物理学会  

    発表年月: 2005年09月

  • NaxCoO2・yH2Oにおけるスピン三重項超伝導とD-vector: スピン-軌道相互作用と磁場中相図の微視的理論

    柳瀬陽一, 望月維人, 小形正男

    日本物理学会第60回年次大会 27aWM-4   日本物理学会  

    発表年月: 2005年03月

  • Possible Triplet Superconductivity Due to the Interorbital Hund's-Rule Coupling in NaxCoO2・yH2O

    望月維人, 柳瀬陽一, 小形正男

    2005 American Physical Society (APS) March Meeting   APS  

    発表年月: 2005年03月

  • NaxCoO2・yH2Oの超伝導: 多軌道ハバード模型に基づく研究

    柳瀬陽一, 望月維人, 小形正男

    日本物理学会第59回秋季大会 12aWD-2   日本物理学会  

    発表年月: 2004年09月

  • NaxCoO2・yH2Oの超伝導に対する多軌道解析

    望月維人, 柳瀬陽一, 小形正男

    日本物理学会第59回秋季大会 12aWD-1   日本物理学会  

    発表年月: 2004年09月

  • NaxCoO2・yH2Oの超伝導: 多軌道ハバード模型のFLEX近似による解析

    望月維人, 小形正男

    日本物理学会第59回年会 29pXA-14   日本物理学会  

    発表年月: 2004年03月

  • Ti酸化物系の軌道状態

    望月 維人  [招待有り]

    日本物理学会第59回年会 領域8シンポジウム「t2g電子系の軌道ダイナミクッスと絶縁体-金属転移」   日本物理学会  

    発表年月: 2004年03月

  • ペロフスカイト型Ti酸化物における磁気-軌道構造: 希土類イオンが 作る結晶場の効果

    望月維人, 今田正俊

    日本物理学会第58回年会 29pWA-8   日本物理学会  

    発表年月: 2003年03月

  • Orbital-Spin Structures and Their Phase Transitions of Perovskite Titanates

    望月 維人  [招待有り]

    京都大学基研研究会:軌道自由度を持つ強相関電子系の理論の進展   京都大学  

    発表年月: 2002年11月

  • ペロフスカイト型Ti酸化物におけるスピン-軌道状態の理論

    望月維人, 今田正俊

    日本物理学会第57回年会 27aYH-5   日本物理学会  

    発表年月: 2002年03月

  • Origin of G-Type Antiferromagnetism and Orbital-Spin Structures in LaTiO3

    望月 維人  [招待有り]

    KINKEN International Workshop ``Novel Quantum Orbital State in Strongly Correlated Electron Systems   東北大学金属材料研究所  

    発表年月: 2001年05月

  • ペロフスカイト型Ti酸化物LaTiO3における磁気、軌道状態の理論

    望月維人, 今田正俊

    日本物理学会第56回年会 28pZA-3   日本物理学会  

    発表年月: 2001年03月

  • ペロフスカイト型Ti酸化物RTiO3におけるRサイト置換による磁気相転移の理論

    望月維人, 今田正俊

    日本物理学会第55回年会 23aSD-6   日本物理学会  

    発表年月: 2000年09月

▼全件表示

共同研究・競争的資金等の研究課題

  • スキルミオニクス創成に向けた基盤技術と材料の開拓

    研究期間:

    2020年04月
    -
    2024年03月
     

     概要を見る

    磁性体中に発現するナノサイズの磁気渦「磁気スキルミオン」は (1)ナノスケールの極小サイズと,(2)トポロジカルに保護された安定性,(3)室温を超える動作温度,(4) 高い省電力性,といった磁気デバイスへの応用に最適な性質をいくつも持っています。これらの性質を生かし、近い将来の高度情報化社会を担う「磁気メモリ」や「磁気センサ」、「脳型情報処理素子」の実現を目指し、これらの素子の基盤となる「高性能な磁気材料」と「生成・消去・検出・伝送といった要素技術」を「理論設計」と「実験実証」により開発します。これにより、スキルミオンを使った次世代エレクトロニクスである「スキルミオニクス」の創出を目指します

  • 金属酸化物スピン軌道エレクトロニクス

    日本学術振興会  科学研究費助成事業

    研究期間:

    2019年04月
    -
    2022年03月
     

    安藤 和也, 史 蹟, 望月 維人

     概要を見る

    本研究は、これまで独立に研究が進められてきた電子スピン流物理と酸化物エレクトロニクスの先端的知見を統合し、金属・半導体・絶縁体に跨がる金属酸化物スピン軌道エレクトロニクスを開拓するものである。酸化制御した金属ヘテロ構造を用いることで、広範囲の電子状態における体系的スピン流物理の構築が可能となる。本研究遂行により、バルク・ヘテロ界面を包括するスピン流伝導・スピン電荷変換を世界に先駆けて切り拓く。本研究の目的は、酸化により発現するスピン軌道物性の開拓により、バルク・界面を包括するスピン軌道エレクトロニクスを体系的することである。金属酸化の著しい特長は電子伝導の劇的変化にあり、バルクスピン軌道物性が支配的となる金属から、ヘテロ界面スピン軌道物性のみが現れる絶縁体に及ぶまで、極めて広範囲のバルク・界面電子状態を酸化のみによって制御可能できる。本年度は、強い界面スピン軌道相互作用が期待できる酸化Pdを用いることで、強磁性金属/酸化Pd構造におけるスピン流変換効率をバルク効果が支配的となる金属から界面効果が支配的となる絶縁体領域まで系統的に調べた。この結果、酸化Pdではスピン軌道トルク効率が酸化レベルに対して単調に減少することが明らかになり、酸化によりスピン軌道トルク効率が増大する酸化Ptと全く異なる振る舞いを示すことが明らかになった。一方、スピン軌道相互作用の弱いCuにおいて、強磁性金属/Cu界面酸化レベルの精密な制御により、界面スピン軌道トルク効率が最大化されることが明らかとなった。本現象は、界面スピン流変換における界面波動関数の非対称性の重要性を明らかにしたものであり、物質選択以上に酸化レベルの制御が高いスピン流変換効率実現に重要となることが見出された。また、自然酸化Cuで見出されたスピン軌道トルクの劇的増大現象の起源を明らかにするため、酸化CuをドープしたAuにおけるスピン流変換を調べた結果、自然酸化銅におけるスピン軌道トルク生成は、酸化に特有なスピン依存散乱によるものではないことを見出した。この結果は、弱反局在効果から見積もった酸化Cuにおけるスピン軌道相互作用の振る舞いとも整合しており、自然酸化Cuではスピン軌道相互作用によらない、非従来型の機構によって効果的なスピン流変換が実現されていることがが明らかになった。これまでの研究により、強磁性/酸化物界面におけるスピン流変換は界面酸化レベルにきわめて敏感であることが明らかになり、界面波動関数の非対称性に注目した酸素レベルの精密制御によるスピントロニクス素子性能最大化の設計指針が初めて明らかになった。これは、スピン軌道相互作用の強い重金属のみならず、非常に広範囲の物質がスピン流変換現象の舞台となることを示すものである。さらに、自然酸化Cuにおいて実現されるPtと同程度のきわめて高い効率のスピン流変換がスピン軌道相互作用によらないというこれまでの結果は、スピン流変換にはスピン軌道相互作用が必須であるというこれまでのスピントロニクスでは予想されていなかった結果であり、本現象の詳細な詳細なメカニズム解明により、スピン軌道相互作用を経由しないスピン流物性の新領域を切り拓くことができる。これまでの研究結果を念頭に、強磁性金属/酸化物界面のスピン流変換に加え、酸化物バルクにおけるスピン流変換を測定する。第一のターゲットはスピントロニクスの中心物質であるPtであり、酸化Ptによるバルクスピンホール効果の酸化度レベル依存性を測定し、広範囲の抵抗率に対するスピンホール伝導度のスケーリングを明らかにする。また、自然酸化Cuに関しては引き続き系統的な測定を進める。具体的には、自然酸化Cuにより生成されるスピン軌道トルクの自然酸化Cu膜厚依存性、強磁性層依存性を明らかにする。これにより、非従来型の機構により実現されるスピン流変換の全体像が明らかになる。これをもとに酸化により実現されるスピン流変換効率劇的増大の起源解明を目指す

  • 磁気スキルミオンを使った脳型コンピューティング素子の理論設計

    三菱財団  自然科学研究助成

    研究期間:

    2021年04月
    -
    2022年03月
     

    望月維人

  • 多自由度相関系における巨大負熱膨張現象の理論研究と物質探索

    研究期間:

    2019年06月
    -
    2021年03月
     

     概要を見る

    通常の物質と異なり,温度降下により体積が膨張する「負熱膨張物質」は、体積変化が致命的となる光学・精密機器の発展に伴い,近年重要度が増している。しかし、その物理的起源には謎が多く、系統的かつ戦略的な物質開拓が行われていない状況である。本研究では、固体中の磁性と格子、軌道自由度の結合に由来する巨大な熱体積効果を示す物質を理論的に設計し、実験と連携して新物質の開拓と熱体積機能の劇的な向上を目指す

  • 強相関物質設計と機能開拓 -非平衡系・非周期系への挑戦-

    日本学術振興会  科学研究費助成事業

    研究期間:

    2016年05月
    -
    2021年03月
     

    今田 正俊, 山地 洋平, 三澤 貴宏, 野村 悠祐, 三宅 隆, 大槻 東巳, 井戸 康太, 中村 和磨, 平山 元昭, 有田 亮太郎, 望月 維人, 酒井 志朗, 只野 央将, 大越 孝洋

     概要を見る

    従来MACE(階層的第一原理強相関電子状態計算法)は密度汎関数法の局所密度近似から出発していたが、この手法には二重勘定という欠点があった。局所密度近似の影響を除去してこの二重勘定を解消し、銅酸化物超伝導体の第一原理計算に実際に応用した。MACEで得られる有効ハミルトニアンを解くためにテンソルネットワーク法と変分モンテカルロ法を組み合わせて、非常に高い精度とその系統改良を可能にした。機械学習法を従来の変分波動関数と組合せる方法も開発した。ボルツマンマシンに着目し、従来の変分波動関数と組合わせて、フェルミオン系に適用できる高精度の制限ボルツマンマシン法や深層ボルツマンマシンによる基底状態の任意精度での表現に成功した。これらの改良手法は銅酸化物超伝導の第一原理計算や、量子スピン液体の解明に下記のように応用され、威力が示された。多変数変分モンテカルロ法(mVMC)と、厳密対角化法のHΦコードを同一インターフェースで使える形で公開した。銅酸化物の1,2,3バンドでの水銀系とランタン系化合物の第一原理有効ハミルトニアンを解き、La2CuO4のモット絶縁相の電荷ギャップと反強磁性の秩序モーメントの実験値を再現した。また水銀系化合物HgBa2CuO4の第一原理計算でd波超伝導の実験相図を定量的に再現した。角度分解光電子分光法(ARPES)で得られたスペクトルから自己エネルギーをボルツマン機械による機械学習によって抽出する手法を開発し、銅酸化物高温超伝導体に適用した。実験研究者との共同研究で、自己エネルギーの正常(金属)成分と異常(超伝導)成分が互いに打ち消しあい、実験データからは直接見えないピーク構造が高温超伝導の起源であることを発見した。β-Bi4I4が「弱い」トポロジカル絶縁体で、散逸のないスピン流のON/OFF制御ができる初めての物質であることを発見した。改良されたMACEで銅酸化物のキャリア濃度をパラメタとする実験相図において、モット絶縁相でのギャップや反強磁性秩序モーメントを定量的に再現したうえで、キャリアをドープしたときに見られる超伝導相と電荷不均一なストライプ相を、パラメタなしで定量的に、世界で初めて再現できたことがあげられる。また新規高性能永久磁石への応用が期待されているRFe12型化合物の一軸異方性の再現や第一原理的に導出されてハミルトニアンに基づく計算で磁化や異方性の温度依存性を再現したことも挙げられ、広範な強相関物質の解明が進んだ。さらにプロジェクトの推進の過程で、当初計画にはなかったが量子多体計算のソルバーとしてのニューラルネットワークの活用に着目し、制限ボルツマンマシンと深層学習の両方のアプローチで、機械学習の手法が、強く相互作用するフェルミ粒子系である強相関電子系の高精度の計算に有用であることを発見した。当初の目標を超えた成果である。さらにMACEのスキームに依拠せずに実験データだけから機械学習の手法を用いて、実験に隠れていた電子構造を解明することに成功した。具体的には30年来の謎であった銅酸化物に見られる特徴の少ないスペクトル関数の実験データの中に、超伝導の主因となる異常自己エネルギーの顕著なピーク構造が隠れていることを発見した成果である。今後機械学習によるスペクトル実験の解析という一大分野が開けていくと期待できる、予想を超えた成果である。さらに開発した手法とそのコード(ソフトウエア)を公開普及して、コミュニティに供し、強相関電子系の計算を一層活性化するという活動も、3つのソフトウエア、HΦ、mVMC、RESPACKの連携で強力に進みつつあり、我が国で弱いと言われているソフト開発と普及が進んでいることも大きな成果である。RESPACKは第一原理多体摂動計算ソフトウェアで2017/7/14以来、2019/05/11までにダウンロード総数1214である。計画した研究は順調に進んでおり、これらをさらに深化、展開していく。計画外の成果として、機械学習法が量子多体状態をうまく表すのに大変有効であることと、実験結果を直接解析して、単純な解析では陰に隠れている物理量やふるまいを引き出す能力を機械学習法が持つことを示した。この成果をもとに今後は、量子多体ソルバーとしての能力を詳細にかつ深く追求し、機械学習と高精度量子多体計算を組み合わせる手法を開発する。また実験結果の機械学習による直接解析については、光電子分光の解析だけでなく、他の実験データも組み合わせた多様な展開を図って、実験データ解析による物理の解明のための機械学習スペクトロスコピー分野の確立をめざす。また非平衡、非周期系の第一原理的で定量的な研究を推進する。開発した手法とソフトウエアを公開普及することは本プロジェクトで追究する重要なテーマであり、HΦ、mVMC、RESPACKが予想以上に強力であることが見えてきたので、連携を強化する。<BR>定期的なグループミーティングは分担者である有田亮太郎、山地洋平の属する東京大学と代表者の属する早稲田大学で継続する。本プロジェクトの核となるグループミーティングは毎週一回早稲田大学で行い、今までも行なってきた3か月に一回程度のプロジェクトの全体ミーティングは今まで同様東京大学で開催する。また第一原理電子状態計算の手法開発においては、名古屋の豊田理研での軸足を生かしてエキスパートである名古屋大学の押山淳教授と本プロジェクトで雇用する博士研究員を交えて共同研究を展開する。また成果を発信し今後の研究の指針に役立てるべく、2019年5月に国際会議を計画する

  • トポロジカル磁気テクスチャの非平衡ダイナミクスと量子輸送現象の理論研究

    研究期間:

    2017年04月
    -
    2020年03月
     

     概要を見る

    トポロジカル磁気テクスチャである「磁気スキルミオン」が示すスピン波励起やマイクロ波応答、外場応答に関する非平衡ダイナミクスやデバイス機能の理論的研究および、実験研究者との連携研究で数多くの成果を上げた。まず、キャビティ共振器内に配置した絶縁性キラル磁性体に発現する磁気スキルミオンとマイクロ波のキャビティモードとの結合の強度や性質を理論計算により明らかにし、実験結果を再現・説明することに成功した(PRB誌に発表)。また、強磁性磁気細線中の強磁性磁壁を外部磁場の印加により駆動した時に、駆動された強磁性磁壁中にダイナミカルにスキルミオン様の渦状トポロジカル磁気構造が発現することや、それがトロジカルホール抵抗の測定で検出可能であることを理論的に予言した(APEX誌に発表)。また、強磁性多層膜において交流電場によりラシュバ型スピ軌道相互作用に由来する界面DM相互作用を誘起できることや、それによりスキルミオンのスピン波励起モード励起できることをを非平衡グリーン関数を用いた場の量子論に基づく理論計算により明らかにした(Sci.Rep.誌に発表)。また、スキルミオンが発現しているキラル磁性体の薄膜試料や磁性多層膜に面直方向から傾いた外部磁場を印加し、そこにマイクロ波を照射することで、スキルミオンのスピン波励起により直流起電力成分を発生させることができることを理論的に明らかにした(PRB誌に発表)。このスキルミオンを利用した「マイクロ波-直流電圧変換」は将来のスキルミオンを利用したスピントロニクス素子への電力供給に利用できる可能性を秘めている。また、スキルミオンを発現するキラル磁性体に一軸張力を加えることで、スキルミオン相が劇的に安定化すること(PRMat誌に発表)や、円偏光マイクロ波照射によるスキルミオン生成の技術について理論的に予言し(PRB誌に発表)、その基礎物理を解明した。令和元年度が最終年度であるため、記入しない。令和元年度が最終年度であるため、記入しない

  • 強相関電子系における動的電気磁気効果の理論的研究

    日本学術振興会  科学研究費助成事業

    研究期間:

    2013年04月
    -
    2016年03月
     

    古川 信夫, 望月 維人

     概要を見る

    本研究はモット絶縁体を中心とした強相関電子系をとりあげ、微視的模型における電荷自由度および磁気自由度の動的応答を求める。電気磁気相互作用を理論的に探索するとともに、これらの相互作用により実現する新しい動的電気磁気現象を予言・設計することを目的とした。このような系における電磁波による動的な電場応答と磁場応答の干渉から、方向二色性などの特異な動的応答を調べた。微視的模型から、非共線磁性体における新奇電気磁気相互作用を導いた。動的電気磁気現象を起こす新奇スピン構造としてスキルミオン相をとりあげ、その性質を調べ、スピン構造制御について議論した

  • 磁性強誘電体におけるエレクトロマグノンの強励起現象と光機能の理論的探索

    日本学術振興会  科学研究費助成事業

    研究期間:

    2013年04月
    -
    2016年03月
     

    望月 維人

     概要を見る

    絶縁性キラル磁性体Cu2OSeO3の磁性相において、エレクトロマグノンに由来するマイクロ波の巨大方向二色性を理論的に予言し、実験グループとの共同研究で、それを実証した。また、この物質の薄膜試料に探針電極で電場を印加することで、磁化反転を起し、スキルミオンを書き込めることを示した。また、世界で2例目となる絶縁性スキルミオン物質GaV4S8を発見し、そこで実現するスキルミオンがネール型スキルミオンであることを明らかにした。さらに、エレクトロマグノン励起を発現する典型的なスパイラル磁性強誘電体TbMnO3の磁場誘起強誘電分極フロップの物理機構を解明し、この現象が決定論的に起こることを明らかにした

  • 磁性体におけるトポロジカル現象の理論設計学

    研究期間:

    2012年04月
    -
    2013年03月
     

     概要を見る

    固体中電子の「トポロジカル現象」を、磁性体を中心とする実際の物質で実現するための理論設計学を構築することを目指した。3つのテーマそれぞれに対して得られた成果を以下に示す。1.1電子状態のトポロジー設計:パイロクロア格子を持つ反強磁性体を念頭に、バルクでは通常の反強磁性体で、表面が量子ホール系であるような系の電子状態を解析した。この場合、2次元表面電子系と3次元のバルク状態が混成するので、量子ホール効果やエッジチャンネルが生き残るかどうかは自明な問題ではなくなる。タイトバインディングハミルトニアンを用いてこの問題を数値的に調べ、2次元状態がそのトポロジーに保護されて表面近傍に局在し、エッジチャンネルも生き残ることを示した。さらに進んで解析的な理論を構築し、トポロジカル数が局在をもたらす理由を、自己エネルギーと巻つき数の関係から理解することができた。2.トポロジカル磁性体の設計:1.の成果を元に、パイロクロア反強磁性絶縁体の第一原理計算を行うための準備を行った。具体的には非共線構造のスピン配置とスピン軌道相互作用の両者を扱えるコードの開発を行った。3.スピンテクスチャーの設計:ヘリカル磁性体におけるスキルミオンのダイナミックスをLLG方程式を数値的に解くことで調べた。電流下、不純物によるピン止め効果を取り入れた模型でその運動を追跡し、スピントランスファートルクから予想される速度での運動が普遍的に成り立ち、ピン止め効果は極めて小さいことを見出した。この結果は、従来調べられてきた強磁性体の磁壁の運動と著しい対照をなしており、スキルミオンのメモリー等への応用に道を開くものである。以上の成果に基づき、1.と3.に関しては論文をまとめ投稿中である

  • 強誘電体における量子ドメインウォールの理論研究

    日本学術振興会  科学研究費助成事業

    研究期間:

    2010年
    -
    2011年
     

    望月 維人

     概要を見る

    マルチフェロイック希土類Mnペロフスカイトの微視的スピン模型を構築し、モンテカルロ計算による解析を行った結果、世界で初めてこの系の電気磁気相図を完全に再現・理解した。さらに、この系の外場に対する電気・磁気交差応答を調べ、磁場中相図と磁場印加による誘電転移や光の振動電場成分が誘起するマグノン(エレクトロマグノン)励起の機構を解明した。そして、エレクトロマグノンの強励起によるスピンカイラリティの光スイッチ現象を予言し、カイラリティドメインの動的ストライプという特異な空間構造形成を伴うスピンカイラリティの反転・フロップ過程を明らかにした

  • 軌道自由度のある強相関電子系の理論的研究

    日本学術振興会  科学研究費助成事業

    研究期間:

    2003年
    -
    2005年
     

    望月 維人

     概要を見る

    水和コバルト酸化物超伝導体では、Cot2g軌道の自由度がその磁気的な性質や超伝導の性質に重要な役割を果たしているごとが分かってきた。そこで、この超伝導体における軌道自由度に由来する多型超伝導体特有の物性や現象を研究した。具体的に以下の研究を行なった。
    1,格子歪みによる磁気揺らぎの増大と超伝導転移温度の増大
    最近、NQRで幾つかのサンプルの核時期緩和率1/T1を測定すると、NQR共鳴周波数の大きなサンプルほど、1/T1が大きなピークを持ち、超伝導転移温度Tcが高いことが分かった。ここでNQR共鳴周波数は、Coイオンが周りの酸素イオンから感じる電場勾配が立方対称の場合は0である量であり、CoO6八面体の立方対称からの歪みの大きさにスケールしていると考えられる。この実験結果は、Co八面体のc-軸方向への三回対称のゆがみが大きくなるほど、磁気揺らぎが増大しTcが高くなっていることを示している。この起源を調べるために、Cot2g軌道の自由度を含む多軌道ハバード模型を構築し、三回対称結晶場の大きさを変えた場合の電子系の変化を調べた。その結果、三回対称結晶場により3重のt2g軌道が低エネルギーの1重alg準位と高エネルギーの2重e'g準位に分裂し、八面体歪みの増大に伴いe'gバンドが押上られ、K点近傍に小さなホールポケットを構成することが分かった。このホールポケット間の散乱により強磁性的な揺らぎが増大し、スピン三十項超伝導の相関磁性秩序が出現する。これらの結果は上述のNQRの実験結果をよく説明する。このことは、前年提唱したホールポケット間散乱による強磁性揺らぎを媒介としたスピン3重項超伝導のシナリオを強く支持する結果になっている。また、多軌道型超伝導体特有の軌道と格子のカップイングを利用した、格子歪みによるTc制御の可能性を提供する。
    2,スピン軌道相互作用によるdベクトルの異方性
    t2g軌道の自由度がある場合に効いてくると期待されるスピン軌道相互作用の効果を調べた。スピン軌道相互作用項を含む多軌道ハバード模型を、乱雑位相近似をSU(2)対称性が破れている場合に拡張して調べた。その結果、dベクトルが面内を向いていることが分かった。この結果は、NMR測定で面内ナイトシフトがTc以下で減少することとコンシステントになっている。このようなスピン軌道相互作用によるdベクトルの固定は、t2g軌道の自由度をもつCo酸化物超伝導体に現れる、特徴的な性質である。

▼全件表示

Misc

  • 招待講演 磁気スキルミオンのデバイス機能とダイナミクス (マルチメディアストレージ)

    望月 維人

    映像情報メディア学会技術報告 = ITE technical report   40 ( 16 ) 39 - 44  2016年06月

    CiNii

  • 27aBE-5 マルチフェロイックMnペロブスカイトの電気磁気現象に関する理論研究(27aBE 領域8若手奨励賞受賞記念講演,領域8(強相関系))

    望月 維人

    日本物理学会講演概要集   69 ( 1 ) 542 - 542  2014年03月

    CiNii

  • 27aKF-9 制限されたサンプル形状におけるスキルミオンの電流駆動ダイナミクス(スピントロニクス(磁化ダイナミクス),領域3(磁性,磁気共鳴))

    岩崎 惇一, 望月 維人, 永長 直人

    日本物理学会講演概要集   68 ( 2 ) 417 - 417  2013年08月

    CiNii

  • 20aCC-7 電流駆動スキルミオンダイナミクスの理論的研究(20aCC スピントロニクス(磁化ダイナミクス),領域3(磁性,磁気共鳴))

    岩崎 惇一, 望月 維人, 永長 直人

    日本物理学会講演概要集   67 ( 2 ) 426 - 426  2012年08月

    CiNii

  • 24pWJ-7 マルチフェロイックスにおけるスピンカイラリティの光スイッチの理論(24pWJ Mn酸化物2(マルチフェロイクス・超格子),領域8(強相関系:高温超伝導,強相関f電子系など))

    望月 維人, 永長 直人

    日本物理学会講演概要集   65 ( 2 ) 574 - 574  2010年08月

    CiNii

  • 26aWY-7 マルチフェロイックスの理論(26aWY 領域10,領域8,領域7,領域3合同シンポジウム:誘電体に潜む新しい秩序-最近の話題-,領域10(誘電体格子欠陥,X線・粒子線フォノン))

    望月 維人

    日本物理学会講演概要集   65 ( 2 ) 925 - 925  2010年08月

    CiNii

  • 21aGF-8 マルチフェロイックRMnO_3のエレクトロマグノン励起の理論 : 二つのピークを持つスペクトルの起源(21aGF マルチフェロイクス2,領域8(強相関系:高温超伝導,強相関f電子系など))

    望月 維人, 古川 信夫, 永長 直人

    日本物理学会講演概要集   65 ( 1 ) 598 - 598  2010年03月

    CiNii

  • 27aTA-1 マルチフェロイックRMnO_3の磁場中電気磁気相図の理論(27aTA マルチフェロイック1,領域8(強相関系:高温超伝導,強相関f電子系など))

    望月 維人, 古川 信夫

    日本物理学会講演概要集   64 ( 1 ) 518 - 518  2009年03月

    CiNii

  • 21aQA-7 サイクロイド型らせん磁性体Eu_<0.55>Y_<0.45>MnO_3におけるスピンヘリシティと電気分極ベクトルの磁場制御(21aQA マルチフェロイック2,領域8(強相関系:高温超伝導,強相関f電子系など))

    村川 寛, 小野瀬 佳文, 賀川 史敬, 石渡 晋太郎, 望月 維人, 金子 良夫, 十倉 好紀

    日本物理学会講演概要集   63 ( 2 ) 482 - 482  2008年08月

    CiNii

  • 21aQA-4 マルチフェロイックRMnO3の磁場誘起分極フロップの機構(21aQA マルチフェロイック2,領域8(強相関系:高温超伝導,強相関f電子系など))

    望月 維人, 古川 信夫

    日本物理学会講演概要集   63 ( 2 ) 481 - 481  2008年08月

    CiNii

  • 23aYB-6 マンガンペロフスカイトにおけるフラストレーションと磁気相図(23aYB マルチフェロイック1,領域8(強相関係:高温超伝導,強相関f電子系など))

    望月 維人, 古川 信夫

    日本物理学会講演概要集   63 ( 1 ) 517 - 517  2008年02月

    CiNii

  • 25pZL-9 Co酸化物超伝導体の電子構造 : CoO_2面の厚みとの関係(25pZL Co系(超伝導),領域8(強相関係:高温超伝導,強相関f電子系など))

    望月 維人, 小形 正男

    日本物理学会講演概要集   61 ( 2 ) 505 - 505  2006年08月

    CiNii

  • 25pZL-10 Co酸化物超伝導体の相図 : 二つの超伝導相と磁気秩序相(25pZL Co系(超伝導),領域8(強相関係:高温超伝導,強相関f電子系など))

    望月 維人, 小形 正男

    日本物理学会講演概要集   61 ( 2 ) 505 - 505  2006年08月

    CiNii

  • 25pZL-11 Co酸化物超伝導体の比熱,磁場侵入長,その他の物理量(25pZL Co系(超伝導),領域8(強相関係:高温超伝導,強相関f電子系など))

    望月 維人, 小形 正男

    日本物理学会講演概要集   61 ( 2 ) 505 - 505  2006年08月

    CiNii

  • 21aXD-3 多軌道型超伝導体Na_xCoO_2・yH_2Oにおける軌道自由度に由来する物性現象(Co系1(超伝導),領域8(強相関系 : 高温超伝導,強相関f電子系など))

    望月 維人, 柳瀬 陽一, 小形 正男

    日本物理学会講演概要集   60 ( 2 ) 466 - 466  2005年08月

    CiNii

  • 21aXD-1 Na_xCoO_2(H_2O)_yにおけるスピン三重項超伝導と磁場中相図 : 軌道効果,常磁性効果とスピン-起動相互作用(Co系1(超伝導),領域8(強相関系 : 高温超伝導,強相関f電子系など))

    柳瀬 陽一, 宇田川 将文, 望月 維人, 小形 正男

    日本物理学会講演概要集   60 ( 2 ) 466 - 466  2005年08月

    CiNii

  • 27aWM-4 Na_xCoO_2(H_2O)_yにおけるスピン三重項超伝導とD-vector : スピン-軌道相互作用と磁場中相図の微視的理論(コバルト,ルテニウム酸化物他(理論),領域8(強相関系:高温超伝導,強相関f電子系など))

    柳瀬 陽一, 望月 維人, 小形 正男

    日本物理学会講演概要集   60 ( 1 ) 607 - 607  2005年03月

    CiNii

  • 12aWD-1 Na_xCoO_2・yH_2O の超伝導に対する多軌道解析(コバルト酸化物・Triplet 超伝導 : 理論, 領域 8)

    柳瀬 陽一, 望月 維人, 小形 正男

    日本物理学会講演概要集   59 ( 2 ) 426 - 426  2004年08月

    CiNii

  • 12aWD-2 Na_xCoO_2 の超伝導 : 多軌道ハバード模型に基づく研究(コバルト酸化物・Triplet 超伝導 : 理論, 領域 8)

    望月 維人, 柳瀬 陽一, 小形 正男

    日本物理学会講演概要集   59 ( 2 ) 426 - 426  2004年08月

    CiNii

  • 29pXE-3 Ti酸化物系の軌道状態(領域8シンポジウム : t_<2g>電子系の軌道ダイナミクスと絶縁体-金属転移)(領域8)

    望月 維人

    日本物理学会講演概要集   59 ( 1 ) 631 - 631  2004年03月

    CiNii

  • 29pWA-8 ペロフスカイト型 Ti 酸化物における磁気-軌道構造 : 希土類イオンが作る結晶場の効果

    望月 維人, 今田 正俊

    日本物理学会講演概要集   58 ( 1 ) 540 - 540  2003年03月

    CiNii

  • ペロフスカイト型チタン酸化物における磁気-軌道状態 : 希土類イオンの作る結晶場の効果(2002年度基研研究会「軌道自由度を持つ強相関電子系の理論の進展」,研究会報告)

    望月 維人, 今田 正俊

    物性研究   79 ( 6 ) 995 - 996  2003年

     概要を見る

    この論文は国立情報学研究所の電子図書館事業により電子化されました。

    CiNii

  • 27aYH-5 ペロフスカイト型Ti酸化物におけるスピン : 軌道状態の理論(27aYH 遷移金属酸化物・理論(電荷・軌道整列),領域8(強相関系分野-高温超伝導,強相関f電子系など))

    望月 雅人, 今田 正俊

    日本物理学会講演概要集   57 ( 1 ) 581 - 581  2002年03月

    CiNii

  • 28pZA-3 ペロフスカイト型Ti酸化物LaTiO_3における磁気、軌道状態の理論

    望月 維人, 今田 正俊

    日本物理学会講演概要集   56 ( 1 ) 516 - 516  2001年03月

    CiNii

  • 23aSD-6 ペロフスカイト型Ti酸化物RTiO_3におけるRサイト置換による磁気相転移の理論

    望月 維人, 今田 正俊

    日本物理学会講演概要集   55 ( 2 ) 472 - 472  2000年09月

    CiNii

▼全件表示

産業財産権

  • 電磁波の透過率制御方法、電磁波の透過率制御デバイス

    岡村嘉大, 賀川史敬, 関真一郎, 久保田将司, 石渡晋太郎, 小野瀬佳文, 望月維人, 十倉好紀, 川崎雅司

    特許権

  • スキルミオン生成装置、スキルミオン生成方法、および磁気記憶装置

    望月維人

    特許権

  • スキルミオンの生成、消去方法および磁気素子

    永長直人, 望月維人, 岩崎惇一

    特許権

 

現在担当している科目

▼全件表示

 

学内研究所・附属機関兼任歴

  • 2022年
    -
    2024年

    理工学術院総合研究所   兼任研究員

特定課題制度(学内資金)

  • トポロジカル相転移検出のための汎用的機械学習手法の理論設計

    2023年  

     概要を見る

    本研究課題では、トポロジカル相転移の代表例である2次元古典スピン模型のBerezinskii-Kosterlitz-Thouless(BKT)転移を検出する汎用的な機械学習手法を構築することを目指した。通常の「対称性の破れを伴う相転移」と異なり、対称性が破れず明確な秩序変数を持たないBKT転移は、比熱などの物理量に現れる異常と相転移点が対応していないため、相転移研究に通常に用いられるモンテカルロ法などの統計力学的手法の適用が難しい。そこで、ニューラルネットワークを用いた機械学習により、画像認識の原理に基づく相状態分類によりBKT転移を検出する方法の研究に取り組んだ。これまでに提案された手法は、相転移や相の特徴量を知っていることが前提となる「データの事前加工」や、相転移温度や相の数といったモデルの性質に関する事前知識を前提とするものが多く、未知のスピン模型におけるBKT転移の検出が困難であった。以前我々は、2 次元𝑞状態クロック模型を対象に手法の構築・検証を行い、「温度同定型(Temperature Identification type)」と呼ばれるニューラルネットワークにより2回の逐次BKT転移を検出することに成功した。本研究では、スピンが連続自由度であるために、よりBKT転移の検出が困難になる2次元古典XXZ模型を対象に、「温度同定型」に加え、データの事前加工やモデルに関する事前知識を最低限にとどめた「相分類型(Phase Classification type)」と呼ばれる手法を開発し、その適用可能性を調べた。その結果、この方法がモンテカルロ法に比べて計算時間を大幅に短縮することができることや、広いパラメータ領域でBKT転移を検出できることを示すことができた。この成果を論文にまとめアメリカ物理学会の査読付き論文誌Physical Review B誌に発表した。また、多くの会議や学会で招待講演、口頭講演、ポスター発表を行った。さらに、この研究で開発した重み行列の最適化コードを援用して、アメーバ模倣型情報処理技術の研究を開始し、得られた成果を応物学会等で発表した。また論文を執筆中である。

  • 磁気スキルミオンのリザバー型情報処理機能の開拓

    2022年   Lee Mu-Kun, 衛藤倫太郎, Rico Pohle, 上保友人

     概要を見る

    空間反転対称性の破れた磁性体に磁場を印加することで自己組織化的に発現するナノスケールの磁気渦構造「スキルミオン」が、代表的な脳型情報処理アーキテクチャである「リザバーコンピューティング」に利用できる高度なリザバー機能を備えていることを数値シミュレーションにより理論的に実証した。具体的には、リザバーの性能を評価する典型的なタスクである「信号時間推定タスク」、「短期記憶タスク」、「偶奇判定タスク」を課すことで、スキルミオンリザバーが「リザバー」に要請される「汎用性」、「短期記憶性」、「非線形性」といった性能において、従来の磁性体リザバーに比べて優れていることを示した。また、その成果をPhysical Review Applied誌に発表した。

  • 光誘起トポロジカル相転移の理論研究

    2021年  

     概要を見る

    フェルミ準位にディラックコーン分散を持つα型有機化合物にレーザーを照射することで引き起こされる「光誘起トポロジカル相転移現象」や「光誘起トポロジカル非平衡定常状態」を理論的に探索・研究した。非平衡定常励起状態を有効的に「静的定常状態の問題」にマップするフロケ理論を用いた解析により,この物質に円偏光や楕円偏光のレーザーを照射することで発現する光誘起トポロジカル絶縁体相の性質や相図を明らかにした。また,結晶軸に対してある偏光角を持つ直線偏光レーザーをこの物質に照射することで,2次元版モノポール・アンチモノポール対消滅ともいうべき現象が起こることや,同じくある偏光角を持つ楕円偏光レーザーを照射することで,ディラック点の衝突・崩壊を伴う新しいタイプの光誘起トポロジカル-非トポロジカル相転移が起こることを明らかにした。

  • スピン軌道相互作用系におけるフロケエンジニアリングの開拓

    2020年   北山圭亮, 田中康寛, 小形正男, 井上隆, 衛藤倫太郎

     概要を見る

    空間反転対称性の破れにより活性化したスピン軌道相互作用が顕著な効果を示す磁性体や有機導体などの物質系を対象に,円偏光をや直線偏光の電磁波(レーザー光やマイクロ波)を定常的に照射した時に発現する非平衡定常状態や非平衡相転移について理論的に研究し,欧米の著名な論文誌に2編の論文を掲載する成果を上げた。

  • 巨大負熱膨張現象の理論的研究と物質設計

    2019年  

     概要を見る

    温度を下げる(上げる)と膨張(収縮)する「負熱膨張現象」を示す「逆ペロフスカイト型マンガン窒化物」の負熱膨張のメカニズムを、量子力学的な数理モデルを構築・解析することで解明した。この成果を論文に発表し、「日本物理学会誌」と「現代化学」に解説記事を発表した。また、「スキルミオン」と呼ばれるナノ磁気渦構造が示す現象や機能を理論的に数多く解明した。例として、「スキルミオンのマグノン励起(国際共同研究・PRB誌に発表)」、「スキルミオンによるマイクロ波-直流電圧変換現象(PRB誌に発表)」などがある。また成果の一部について、解説記事や書籍(一章分)を依頼執筆したり、国内外の学会等で発表を行った。

  • 磁気スキルミオンのマイクロ波駆動とスピン起電力生成の理論設計

    2018年   Maximilien Cazayous, 森茂生, 竹内祥人

     概要を見る

    キラル磁性体や磁気ヘテロ細線に発現する「スキルミオン」と呼ばれるトポロジカルナノ磁気構造をメモリ素子やマイクロ波素子に応用することを目指し、その特異なマイクロ波誘起ダイナミクスやスピントロニクス機能について理論研究を進めた。磁気ヘテロ細線にマイクロ波AC電場を印加しDzyaloshinskii-守谷相互作用を時間変調することでスキルミオンの並進運動が駆動できることを発見しApplied Physics Letters誌に発表した。また、傾斜定常磁場中の磁性体試料にマイクロ波磁場を印加し、スキルミオンのスピン波モードを励起することでスキルミオンの並進運動が駆動できることを発見しPhysical Review B誌に発表した。この成果は、効率的なマイクロ波-電圧変換の研究へと発展している。

  • トポロジカルナノ磁気テクスチャを情報担体とする高性能磁気メモリ素子の基盤技術の開発

    2017年  

     概要を見る

    本研究課題では,近年,次世代磁気メモリ素子の情報担体として期待が集まっている「磁気スキルミオン」の動的応答現象を理論的に解明し,スキルミオン磁気メモリ素子実現のための基盤技術を理論的に設計することを目的とする。磁気スキルミオンが発現するキラル磁性体の微視的な数理モデルを構築し,有限温度における磁化の外場応答をシミュレーションするプログラムを完成させた。さらに,開発したコードを使い,従来は技術的に困難であると考えられていた数ナノメートルの極小スキルミオン構造を「磁場」によって書き込む技術を理論的に設計した。また,磁気スキルミオンと,そのドメイン構造の形成過程をシミュレーションにより明らかにした。

▼全件表示