O-01
New magnetotransport properties in nonmagnetic/ferromagnetic bilayer semiconductor
heterostructures: Giant proximity magnetoresistance, novel symmetry, and control by gate voltage
Kosuke Takiguchi1, Le Duc Anh1,2,3,*, Takahiro Chiba4,Harunori Shiratani1,
Ryota Fukuzawa1,5, Takuji Takahashi5,6 and Masaaki Tanaka1,6,7,*
1
2
EEIS, The University of Tokyo, IEI, The University of Tokyo, 3 PRESTO 4 NIT, Fukushima College,
5
IIS, The University of Tokyo, 6 NanoQuine, The University of Tokyo, 7 CSRN, The University of Tokyo.

The magnetic proximity effect (MPE) induced at the interface of a ferromagnetic (FM) insulator and a nonmagnetic(NM) conducting material with strong spin-orbit coupling is a promising platform for the emergence of novel
phenomena [1-3]. Here we present novel magnetotransport phenomena originated from MPE in non-magnetic InAs/
ferromagnetic semiconductor (FMS) (Ga,Fe)Sb heterostructures, where (Ga,Fe)Sb is an FMS with a high Curie
temperature over 300 K [4]. In this structure, the two-dimensional electron wavefunction in the InAs quantum well
(QW) penetrates into the (Ga,Fe)Sb side so that the strong MPE is realized. In addition, the gate-voltage application canenhance the MPE by pushing the wavefunction towards the FM layer.
Firstly, we report a giant and gate-tunable MPE in a NM InAs QW interfaced with (Ga,Fe)Sb, in which a spin
splitting ∆ (~ 3.8 meV) in the InAs QW is induced and controlled by the gate voltage. This large ∆ causes a new giant
magnetoresistance that is two or three orders of magnitude larger than previously reported ones [1-3] and has uniqueangular symmetry, to which we refer as “proximity magnetroresistance” (PMR) [5].
In addition to PMR, the InAs/(Ga,Fe)Sb system exhibits an extra unusual transport property due to the space
inversion symmetry (SIS) breaking and time reversal symmetry (TRS) breaking. The odd-parity magnetoresistance(OMR) in a linear response regime is a novel phenomenon only observed in systems where both TRS and SIS are
simultaneously broken [6–8]. Here we have found a giant and gate-controllable OMR as large as 27% in edge transportchannels of the InAs QW, which is magnetized by an MPE from the underlying (Ga,Fe)Sb layer. We argue that theorigin of the large OMR in our system is attributed to TRS breaking and SIS breaking from MPE and from the strong
Rashba effect at one-dimensional channel, respectively [9].
References [1] I. Vobornik, et al. Nano Lett. 11, 4079−4082 (2011). [2] H. Nakayama, et al. PRL 110, 206601 (2013). [3] S.
Cho, et al. Sci. Rep. 5, 14668 (2015). [4] N. T. Tu, et al. APL 108, 192401 (2016). [5] K. Takiguchi, et al. Nat. Phys. 15, 1134
(2019). [6] R. Moubah, et al. JAP 115, 053911 (2014). [7] Y. Wang, et al. Nat. Commun. 11, 216 (2020). [8] T. C. Fujita, etal. Sci. Rep. 5, 9711 (2019). [9] K. Takiguchi, et al. arXiv 2003.11731 (2020).

O-02

二次元磁性体 Cr3Te4 における磁性のゲート制御
Gate control of magnetism in two-dimensional magnetic material Cr3Te4
工学系研究科 物理工学専攻 岩佐研究室
梶原駿、松岡秀樹、王越、中野匡規、岩佐義宏
代表的な層状物質である遷移金属ダイカルコゲナイド（TMDC）は遷移金属とカルコゲンの組み合わせに依存して多彩な物性を示すことから、2 次元物質の母物質として非常に重要な物質群である。Cr3Te4 は TMDC に属する CrTe2 の層間に Cr が規則正しくセルフインターカレートされた物質とみなすことが可能であり、バルクでは室温強磁性を示すことが知られている[1]。我々のグループでは、分子線エピタキシー法（MBE 法）を用いて Cr3Te4 のエピタキシャル薄膜を作製することに成功し、薄膜作製条件を調整することで強磁性転移温度や磁気 図 1: インターカレーションの模式図
異方性などの磁気特性を大きく変調できることを見出している[2]。本発表では、
この Cr3Te4 エピタキシャル薄膜試料に対してイオンゲートを適用し、電気化学的に Li をインターカレーションすることで得られた磁気特性や輸送特性の変化について報告する。

[1] E. F. Bertaut et al., J. Phys. 25, 582 (1964).
[2] Y. Wang et al., 第 81 回応用物理学会秋季学術講演会, 11a-Z29-9, 2020

O-03

Novel Behavior of Relaxation of Magnetization
in a Remagnetized (Ba,Rb)Fe2As2
Tamegai Lab., Dept. of Appl. Phys. The Univ. of Tokyo
T. Ren, S. Pyon, and T. Tamegai
In the preceding study, a turbulent vortex structure at the remagnetization boundary of asuperconductor was reported in a single crystalline iron-based superconductor(Ba0.67Rb0.33)Fe2As2 [1]. Such structure, named Meissner hole, was observed in both pristine
crystal and one with artificial defects, accompanied with a local excess current at theremagnetization boundary. Using the critical state model, we find a relation between the
motion of the Meissner hole and the relaxation of magnetization. We then tracked the motion Fig. 1 A single crystallineof the Meissner hole, with total tracking time up to 1 hour. The result qualitatively proved the (Ba0.67Rb0.33)Fe2As2

thatvalidity of the model, while the actual relaxation rate at the remagnetization front is was partly irradiated withconsiderably under-estimated. To fix this, we further investigated the configuration variation 3

MeV proton. Theof the Meissner hole as shown in Fig. 1. We find that the curvature of the remagnetization Meissner hole appears asboundary could significantly accelerate the local motion of the Meissner hole.
a black wiggling ring.
[1] T. Ren, S. Pyon, T. Tamegai, J. Phys. Conf. Ser. 1975, 012013 (2021).

O-04

Tuning ultra-low frequency vibrations for magneto-luminescent compounds
1School of Science, Department of Chemistry, The University of Tokyo

Kunal Kumar,1 Olaf Stefanczyk,1 Koji Nakabayashi,1 Yuuki Mineo,1 Shin-ichi Ohkoshi1
The ultralow-frequency (ULF) vibrations explored through terahertz time-domain spectroscopy (THz-TDS) and Raman
spectroscopy reveal the characteristics of phonon and magnon, which influence the bulk properties like luminescence,magnetism, etc. in the sub-terahertz (below 1 terahertz) region.1,2 We prepared two supramolecular assemblies with themolecular formula [NdIII(phen)3(NCX)3]·0.3EtOH (X = S, NdS; Se,
NdSe; phen = 1,10-phenanthroline) to unravel the presence and influenceof phonons in the molecular complexes. They crystallize into acentrosymmetric triclinic P-1 space group, revealing nine coordinatedmuffin shape geometry in the first coordination sphere around Nd3+ ion(Figure 1).
Both complexes have ability to absorb THz-wave at 0.59 THz (19.7
cm-1) for NdSe and 0.65 (21.7 cm-1) for NdS (Figure 1). Observed redshift
in THz-wave absorbance for selenium-containing assemblies is explained
Figure 1. Crystal structure of representative
through quantum chemical calculation suggesting pendulum-like
Nd-S molecule with shown mechanistic
vibrations of coordinated pseudohalides (NCS/NCSe) and phen molecule.
influence of input light pulse for the infrared andA similar redshift is visible in the Raman spectra in the sub-terahertz
Raman active vibrational modes.
region. Additionally, the presence of Nd3+ ions imparts near-infraredemission behaviour, which changes as a function of temperature, allowing them to act as a ratiometric thermometer. They also
exhibit field-induced single-molecule magnetic properties.
[1] S. Ohkoshi, S. Takano, K. Imoto, M. Yoshikiyo, A. Namai, H. Tokoro, Nature Photonics, 8, 65 (2014).
[2] K. Kumar, O. Stefanczyk, K. Nakabayashi, K. Imoto, Y. Oki, S. Ohkoshi, Adv. Optical Mater., 10, 2101721 (2022).

O-05

キャント反強磁性体 MnCO3 のマイクロ波スペクトロスコピー
Microwave spectroscopy of canted antiferromagnet MnCO3
工学系研究科物理工学専攻齊藤研究室
巻内崇彦、吉川貴史、シッチャヌギリッツ タナポーン、沼田淳希、高橋三郎、齊藤英治
炭酸マンガン MnCO3 では、やや傾いて（キャントして）配向した反強磁性電子スピンが核スピンと超微細相互作用により強く結合しているため、核スピン偏向を磁場で制御できる。この性質を利用して、これまで電子系に限られていたスピント
ロニクス現象のうち核スピンのスピンポンピング[1]とスピンゼーベック効果 [2]が実証され注目を集めている。本研究ではMnCO3 の電子マグノンおよび核マグノンの外部磁場に対する分散関係[3]を低温マイクロ波スペクトロスコピーにより可視化することに成功した。反強磁性電子スピン歳差の同位相モードが数ギガヘルツ程度の小さなギャップを持つゼロ磁場付近において、核スピン歳差の周波数が強く引き下げられる効果（周波数プリング効果）を明瞭に観測した。磁場分散のスペクトロスコピーは各種磁気パラメーターを決めるためにも有用であり、MnCO3 の内部磁場や超微細相互作用磁場（∝自発磁化）の温度依存性も求めることができた。さらにマイクロ波スペクトロスコピーによりとらえられた核スピンの非線形マ
イクロ波吸収についても紹介する。
[1] Y. Shiomi, J. Lustikova, S. Watanabe, D. Hirobe, S. Takahashi, and E. Saitoh, Nature Physics 15, 22 (2019).
[2] T. Kikkawa, D. Reitz, H. Ito, T. Makiuchi, T. Sugimoto, K. Tsunekawa, S. Daimon, K. Oyanagi, R. Ramos, S. Takahashi, Y. Shiomi, Y.
Tserkovnyak, and E. Saitoh,, Nature Communications 12, 4356 (2021).

[3] H. Fink and D. Shaltiel, Physical Review 136, A218 (1964).

O-06

s 波超伝導体 NbN におけるヒッグスモードの自己相互作用とテラヘルツ波増幅
Self-interaction of Higgs modes and terahertz wave amplificationin s-wave superconductor NbN
1 理物・島野研 2 低セ・研究開発部門,
礒山和基 1, 島野亮 1,2「自発的対称性の破れ」は現代物理学の最も基本的な概念の一つである. 系が T > Tc
相転移すると対称性の低下とともに秩序変数と呼ばれる新しい秩序を特徴づける量が現れる. ランダウはこのことを相転移温度 (Tc) においてポテンシャルの形状が変わると考えた (図). 一般に連続的対称性を破る相転移においては, 秩序変数
はその大きさ (振幅) と位相の 2 つの揺らぎを持つ. 特に超伝導体における前者はヒッグスモードと呼ばれ, 標準模型におけるヒッグスボゾンと密接な関わりを持つ.

T < Tc
振幅モード

超伝導体のヒッグスモードは電磁場とは直接結合せず, 高強度テラヘルツ(THz) 波を用いた非線形過程によって励起される. 特に s 波超伝導体 NbN においてはヒッグスモードと電磁場の 2 次の結合に由来する THz 第 3 高調波発生(THG) が確認されている[1]. 我々は s 波超伝導体 NbN に THz 波と近赤外光を同位相モード時に入射させたときに THG が増強することを発見した. これは通常のヒッグスモー 相転移温度前後でのポテンシャル
ド共鳴 THG より高次である 5 次の相互作用による過程であり, 素粒子論における 形状と秩序変数(青丸)の2つの揺ら
ヒッグスボゾン同士の相互作用に対応する項を含むと考えられる.

ぎ.

[1] 最近のレビューとして, 例えば R, Shimano & N. Tsuji, Annu. Rev. Condens. Matter Phys. 11, 103 (2020).

O-07

トポロジカル絶縁体 Bi2Te3/超伝導体 PdTe2 薄膜ヘテロ接合における非相反電荷輸送
Nonreciprocal charge transport ina topological insulator Bi2Te3 / superconductor PdTe2 thin film heterostructure
工学系研究科・物理工学専攻 1, 理研 CEMS2, 東北大金研 3, 東大東京カレッジ 4
増子真 1, 川村稔 2, 吉見龍太郎 2, 池田侑哉 1, 渡邊竜太 1, James J. He2, D. Marienko2,
塚﨑敦 3, 高橋圭 2, 川﨑雅司 1,2, 永長直人 1,2, 十倉好紀 1,2,4
トポロジカル絶縁体に超伝導体を接合すると、トポロジカル絶縁体の表面ディラック状態に近接効果による超伝導ギャップが誘起され、接合界面にトポロジカ
ル超伝導が現れると期待される。本研究では、トポロジカル絶縁体 Bi2Te3 と超伝
導体 PdTe2 から成る薄膜ヘテロ接合を分子線エピタキシー法により作製した（図(a)）。
Bi2Te3 / PdTe2 接合試料では接合界面の空間反転対称性が破れており（P ||z）、電流 I || x に対し磁場 B || y を印加することで、抵抗 R が非相反性 R(+I) ≠R(-I)を示すと期待される（図(b)）。実際、超伝導転移の過程の中間温度域で電気抵抗測定を行ったところ、明瞭な非相反抵抗が観測された。この結果は、観測された超伝導状態が空間反転対称性の破れた状態であり、界面トポロジカル
超伝導発現の必要条件を満たすことを示唆している。講演では、非相反応答の温度・磁場依存性を、理論的に予想される振る舞い[1]と比較しつつ議論する。
[1] S. Hoshino, et al., PRB 98, 054510 (2018)

図 (a) 試料の概略図 (b) 非相反抵抗の概念図

O-08

磁性ワイル半金属 EuCd2Sb2 薄膜における異常ホール角の最大化
Maximizing anomalous Hall angle in magnetic Weyl semimetal EuCd2Sb2 films
工学系研究科・物理工学専攻・川﨑研究室
大野瑞貴，見波将，中澤佑介，佐藤慎，Markus Kriener，有田亮太郎，川﨑雅司，打田正輝
磁性ワイル半金属はディラックコーンと呼ばれる線形分散を持っており、その交点であるワイル点周りのベリー曲率に起因して、異常ホール伝導度がワイル点のエネルギー位置で最大値を持つことが理論計算で予測されている[1]。しかしながら、Co3Sn2S2 や Mn3Sn などの従来の磁性ワイル半金属は、キャリア密度が高く、バンド構造が複雑なため、このようなエネルギー依存性は実験的に証明されていな
い。EuCd2Sb2 は磁性ワイル半金属であり、ワイル点をもたらすバンドのみがフェル 図 1: 2K における EuCd2Sb2 薄膜のミレベルに存在するためワイル点に起因する輸送特性の研究に適している[2]。
異常ホール角のキャリア密度依存性。
本研究では、分子線エピタキシー成長により EuCd2Sb2 単結晶薄膜の作製に初めて成功し、Sb の圧力制御及びトラン
ジスタ構造を用いた電界効果によってキャリア密度を変調することで、バルク単結晶と比較して異常ホール角が大きく増大することを見出した。第一原理計算に基づいた異常ホール伝導度もワイル点のエネルギー位置に鋭いピークを示すことから、図 1 のキャリア密度に依存した異常ホール角の増減はフェルミ準位のワイル点通過に伴うものであると考えられる。
[1] A. A. Burkov, Phys. Rev. Lett. 113, 187202 (2014). [2] Y. Guo et al., APL Mater. 8, 011109 (2020).

O-09

電荷-スピン-格子自由度が強く結合した分子性物質におけるトポロジカルな電荷・スピン励起
Topological charge and spin excitations in a strongly charge-spin-lattice coupledmolecular material
工学系研究科・物理工学専攻・鹿野田研究室
須波圭史, 竹原陵介, 宮川和也, 堀内佐智雄, 加藤礼三, 宮本辰也, 岡本博, 鹿野田一司
一般に絶縁体に電気を流すには、あるエネルギー障壁を超える熱励起キャリアの生成が必要であり、バンド絶縁体ではバンドギャップが、電子相関の重要なモット絶縁体
では電子間クーロン反発力がその障壁となる。これらの励起は個々の粒子の熱励起として記述されるが、最近我々は中性-イオン性（NI）転移系と呼ばれる一次元性の強い分子性物質において、一粒子描像で期待されるエネルギーよりはるかに（一桁程度）低いエネルギーで励起される伝導キャリアを電気抵抗測定により捉え、それが異なるドメイ
ンの境界に生じるトポロジカルな励起（図 1）であることを明らかにした[1]。さらには NMR
実験により、スピン自由度を有する別種のトポロジカル励起も見出し[2]、NI 転移系の伝導性・磁性がこれらの特異な励起に支配されていることを実証した。
[1] R. Takehara et al., Sci. Adv. 5, eaax8720 (2019).
[2] K. Sunami et al., Sci. Adv. 4, eaau7725 (2018).

図 1. NI 転移系のトポロジカル励起.

P1-01

オールエピタキシャル単結晶 LaTiO3+δ/SrTiO3 ラシュバヘテロ構造における巨大スピン流電流変換
Giant spin-to-charge conversion in an all-epitaxial single-crystal-oxide Rashba
LaTiO3+δ/SrTiO3 heterostructure1

東大電気系, 2 高エネ研, 3 東大総合研究機構, 4JST PRESTO, 5 東北大多元研, 6 東大 CSRN
金田真悟 1, 北村未歩 2, 荒井勝真 1, 新居拓眞 1, 岡野諒 1, Le Duc Anh1,3,4, 遠藤達朗 1,
堀場弘司 2, 組頭広志 2,5, 小林正起 1,6, 関宗俊 1,6, 田畑仁 1,6, 田中雅明 1,6, 大矢忍 1,3,6

超低消費電力メモリや熱電材料の実現／応用にむけて、電子の流れである電流とスピンの流れであるスピン流を高効率で変換することは極めて重要である。高効率のスピン流-電流変換を行うには、スピン流を損失なく輸送し、大きなスピン軌
道相互作用を用いてスピン流を高効率に電流に変換する必要がある。しかし、高効率のスピン流輸送／変換を兼ね合わせる材料系はなかった[1,2]。本研究では、オールエピタキシャル単結晶 La0.67Sr0.33MnO3/LaTiO3+δ/SrTiO3 ヘテロ構造を作製し、La0.67Sr0.33MnO3/LaTiO3+δ での効率的なスピン流輸送と、LaTiO3+δ/SrTiO3
界面での高効率のスピン流-電流変換に成功した(図 1)。本研究では、193.5 nm という世界最高効率のスピン流電流変換効率が得られた。本成果は、スピントロニク
ス応用に向けて LaTiO3+δ/SrTiO3 が極めて有望であることを示している。

図 1: 15 から 300 K における起電力(EMF)の磁場(μ0H)依存性[1] Q. Song et al., Sci. Adv. 3, e1602312 (2017). [2] S. Ohya, S. Kaneta et al., Phys. Rev. Res. 2, 012014 (2020).

P1-02

Field-free spin-orbit torque magnetization switching in a perpendicularly magnetized(Ga,Mn)As single layer
Tanaka-Ohya Lab. Dept. of Electrical Engineering and Information Systems, UTokyo(P) Miao Jiang, Chenda Wang, Shinobu Ohya and Masaaki Tanaka
Nowadays, magnetic random access memory(MRAM) is proposed as one of the most promising nextgeneration memory technologies. For further improving
the writing performance, the integration density and theefficiency, current-induced spin-orbit torque (SOT)
magnetization switching has been achieved in aferromagnet single layer with a perpendicular magnetic
anisotropy (PMA) [1,2]. Here, we report a successful

Fig. 1. Field-free SOT switching in a (Ga,Mn)As single layer.

field-free SOT switching in a (Ga,Mn)As single layer by engineering a tilted anisotropy axis and a Mn distribution gradientalong the growth direction (Fig. 1a). With the characterization of the anisotropic magnetoresistance (AMR) effect (Fig. 1b),
the potential tilting of the easy axis can be confirmed, which contributes to the achievement of the field-free SOT switchingin the (Ga,Mn)As single layer. Our findings will advance the development of highly-efficient MRAM with better scalability.
[1] M. Jiang, H. Asahara, S. Sato, T. Kanaki, H. Yamasaki, S. Ohya, and M. Tanaka, Nature Commun. 10, 2590 (2019).
[2] M. Jiang, H. Asahara, S. Sato, T. Kanaki, S. Ohya, and M. Tanaka, Nature Electron. 3, 751 (2020).

P1-03

ミスフィット層状超伝導体の異方性の測定
Measurement of anisotropy in misfit layered superconductors
工学系研究科・物理工学専攻・為ヶ井研究室
松澤 創一郎、卞 舜生、為ヶ井 強
ミスフィット層状化合物とは、一般式(MX)1+x(TX2)n (M = Sn, Pb, Sb, Bi, rare earth metals, T = Ti, V, Nb, Ta, Cr, X = S, Se;
n = 1, 2, 3)と表記される層状カルコゲナイドであり、異なる空間群によって定義される 2 種類の副格子層（MX 層と TX2 層）が交互に積層した構造をもつ[1]。この系ではこれまでに 90 種以上の化合物の存在が確認されており、その結晶構造の特異性や、電荷密度波や超伝導といった物性を示すことから注目されている。
我々は、超伝導を示すミスフィット層状化合物 (BiSe)1+δNbSe2 に対し、上部臨界磁場の磁場角度依存性を面外および面内方向について測定した。面外角度依存性（Hc2(θ)）は、その異方性が非常に小さいにも関わらず、2 次元超伝導体において見られる振る舞いを示すことが分かった。一方、面内方向の角度依存性（Hc2(φ)）は結晶全体の対称性を反映した 2 回対称を示し、特に、面内の異方性は面外方向の異方性よりも大きい。また、この物質は、
ネマティック超伝導状態を示すとされる NbxBi2Se3 の超伝導性に関連していると考えられている[2, 3]。両者のHc2(φ)の振る舞いがよく似ていることから、NbxBi2Se3 の超伝導性は(BiSe)1+δNbSe2 に起因するものと考えられる。
[1]
[2]
[3]

G. A. Wiegers, Prog. Solid. Chem. 24, 1 (1996).
M. E. Kamminga et al., Commun. Mater. 1, 82 (2020).
K. J. Dalgaard et al., Phys. Rev. B 103, 184103 (2021).

P1-04電子ガラスの量子結晶成長の直接観測
Direct observation of quantum crystal growth of electron glass
工学系研究科・物理工学専攻・鹿野田研究室 1 長谷川研究室 2
村瀬 秀明 1, 荒井 俊人 2,長谷川 達生 2, 宮川 和也 1, 鹿野田 一司 1
液体を冷却すると結晶化する。ところが、何らかの方法で結晶化を妨げると、転移温度以下でも過冷却状態として系は液体の性質を保つことができる。さらに系を冷却すると、無秩序なまま粒子の運動が凍結する。これをガラスという。従来、ガラスの研究は、原子・分子やコロイドなどの古典粒子系を対象に行われてきたが、近年、有機物質中の伝導電子のガラス（電子ガラス）が発見され、これが量子により構成されているガラスであることから、注目を集めた[1]。ガラス・過冷却液体
は、比較的安定であるが、長時間待つと結晶化する。電子ガラス・過冷却電子液体も同様に、長時間待つと電子の結晶状態（電荷秩序）へと転移する[2,3]。ここで問題となるのは、電子ガラスという、量子性を示す粒子により構成されているガラスは、古典粒子と同様の機構で結晶化するのか、あるいは、未知の量子的な機構で結晶化するのかということである。
この問題に挑むため、本研究では、ラマン分光法による可視化手法を用いて、有機導体-(ET)2RbZn(SCN)4 における電子ガラス・過冷却電子液体の結晶化の直接観測を試みた[4]。高温（195 K）では、100 m スケールで不均一に結晶化する振舞が観測された。低温（155 K）では、サイズが分解能(6.5 m)未満の結晶核が多数生成して全体が一様に結晶化する振舞が観測された。これらは、古典的な結晶化機構（核生成・核成長）から期待される振舞と一致する。さらに、成長速度の温度依存性を測定し、古典粒子系のガラスの結晶成長速度の理論モデル（Wilson-Frenkel モデル）と比較した。その結果、観測値は、Wilson-Frenkel モデルによる理論値より 3-5 桁ほど速いことがわかった。この差異は電子の量子性に由来すると考えられ、結晶成長に量子性が重要な役割を果たしている可能性がある。当日は以上をもとに詳しく議論する。

[1] F. Kagawa, et al., Nat. Phys. 9, 2642 (2013). [2] T. Sato, et al., Science 357, 1378–1381 (2017). [3] S. Sasaki, et al.,Science 357, 1381-1385(2017). [4] H. Murase, et al., arXiv:2201.04855.

P1-05電荷・スピン自由度がフラストレートした分子性物質における異常な磁場誘起スピン状態
Anomalously field-induced spin state in a charge-spin frustrated organic material
工学系研究科・物理工学専攻・鹿野田研究室 1，IPCP RAS2, The John Hopkins University3
浦井瑞紀 1，宮川和也 1，渡部友太 1，Elena I. Zhilyaeva2, Svetlana A. Torunova2,
Rimma N. Lyubovskaya2, Natalia Drichko3, 鹿野田一司 1
一般に相互作用する多体系は低温で秩序化するが、強いフラストレーションを内包する系ではこれらの秩序が量子揺らぎによって融解することがある。分子性物質 -(BEDTTTF)2Hg(SCN)2Br は、三角格子状に配列した BEDT-TTF 分子の二量体内部で、電荷の不均衡に由来する電気双極子自由度が低温まで揺らいでいる、量子電気双極子液体の候補物質である[1]。一方、この物質は二量体あたりスピン 1/2 を持ち、スピン間には反強 図 1: 二量体内の電荷と二磁性相互作用が働くため、幾何学的フラストレーションの強いスピン系とみなせる。
量体間のスピンのフラスト
本研究では、この電荷・スピン自由度がフラストレートした系の磁性を明らかにするた レーションの模式図。太線はめ、1H NMR 及び磁化測定を行った。その結果、この物質では、磁気秩序しないにも関わ BEDT-TTF 分子を表す。
らず、BEDT-TTF 二量体あたり最大~1B と見積もられる大きな不均一磁気モーメントが磁場によって誘起され、低温でMHz より遅い時間スケールで揺らいでいることがわかった。発表ではこの起源についても議論する。
[1] N. Hassan et al., Science 360, 1101 (2018).

P1-06

デュアルゲート電界効果による量子異常ホール絶縁体-アクシオン絶縁体
トポロジカル相転移の制御
東京大学大学院 1, Tsinghua University2, Frontier Science Center for Quantum Information3,
理研 CEMS4, 東北大金研 5, 東京大東京カレッジ 6
渡邊竜太 1, T. Liang2, 3, 4, 吉見龍太郎 4, 川村稔 4, 塚﨑敦 5, 高橋圭 4, 川﨑雅司 1, 4, 十倉好紀 1, 4, 6
トポロジカル絶縁体薄膜は上表面と下表面に 2 つの表面状態を有する。デュアル
ゲート電界効果トランジスタ(FET)素子を用いることで、上下表面のキャリア数を独立に制御できる。磁性/非磁性トポロジカル絶縁体の二層薄膜では、磁気ギャップや
ランダウ準位に対するフェルミ準位の位置に応じて量子異常ホール効果やアクシオ
ン絶縁体、ホール伝導度の半整数量子化などの量子伝導が観測されてきた。デュアルゲート FET 素子により、単一試料による観測とそ状態間の制御が可能になり、表面量子伝導の統一的な理解に繋がると期待される。

図 1: トポロジカル絶縁体
デュアルゲート FET 素子

本発表では、SrTiO3 基板上に成長した磁性トポロジカル絶縁体 Crx(Bi,Sb)2-xTe3/非磁性トポロジカル絶縁体(Bi,Sb)2Te3 のデュアルゲート FET 素子(図 1)を用いた量子伝導制御について報告する。ゼロ磁場では磁気ギャップが開いた下表面の寄与により半整数に量子化したホール伝導度が観測された。強磁場下では、上表面がランダウ量子化することで、フェルミ準位位置に依存して量子異常ホール状態及びアクシオン絶縁体状態が観測された。講演ではこれらの量子状態間の遷移についても議論を行う。

P1-07

Pb(Bi,Sb)2(Te,Se)4 トポロジカル絶縁体マイクロサンプルのバルク伝導特性
Bulk transport in Pb(Bi,Sb)2(Te,Se)4 topological insulator micro-samples
生産技術研究所・マテリアル工学専攻・枝川・徳本研究室
徳本有紀，杉本恭一，枝川圭一
トポロジカル絶縁体(TI)は、特異な電⼦スピン構造を持ち、表⾯にスピン偏極したディラク粒⼦が存在している。中でもPb(Bi,Sb)2Te4 は表面だけでなく内部の一次元欠陥（転位）に沿っても特殊な金属状態が発現し得る数少ない物質の一つである。当研究グループでは将来的に転位に沿った特殊な金属状態の実験研究に発展させることを念頭において、Pb(Bi,Sb)2Te4 TI のバルク絶縁性向上に取り組んできた[1,2]。さらに、Te サイトの一部を Se で置換することによりバンドギャップの増大が期待されるため、Pb(Bi,Sb)2(Te,Se)4 を対象とし、Sb 分率調節によるバルクキャリア抑制と Se 分率調節によるバルクバンドギャップ増大の 2 つの面からバルク絶縁性向上を目指した。昨年度の研究交流会で、ミリメートルスケー
ルの試料では Pb(Bi,Sb)2Te4 を上回るバルク絶縁性は得られなかったものの、マイクロメートルスケールの試料で局所的にバルク絶縁性の高い試料が存在することを報告した。
2 K で高い電気抵抗率を示したマイクロメートルスケールの試料の磁気抵抗の温度依存性を測定した結果、いくつかの試料で 3 次元弱反局在/弱局在モデルとよく一致する振舞いが観測された。本発表では、3 次元弱反局在/弱局在の振舞いを解析した結果を報告する。
[1] Y. Hattori, Y. Tokumoto, and K. Edagawa, Phys. Rev. Mater. 1, 074201 (2017).
[2] Y. Hattori, Y. Tokumoto, K. Kimoto, and K. Edagawa, Sci. Rep. 10, 7957 (2020).

P1-08IgE とその受容体の結合阻害剤の探索に向けた FRET 法の確立
農学生命科学研究科 応用生命化学専攻 食品生物構造学研究室
氏名 大小田 直史
花粉や食物などのアレルゲンが体内に侵入すると、免疫グロブリンの一種である IgE 抗体によって認識され、その受容体（FcεRIα）を介したシグナル伝達により、アレルギー症状が誘発される。そのシグナル伝達の第一段階目の反応である
IgE と FcεRIα の結合を阻害することは、アレルギー症状緩和へとつながる。そこで、本研究では IgE と FcεRIα の結合を阻害する分子の探索に向けて、これらの因子間相互作用を検出する FRET（Fluorescence Resonance Energy Transfer）法の確立を目指した。FRET とは、二つの蛍光分子が近傍に存在する場合に、励起された片方の蛍光分子（ドナー）からもう片方の蛍光分子（アクセプター）にエネルギーが受け渡され、ドナーの蛍光が減少する代わりにアクセプターの蛍光が増加する現象である（図１）。緑色蛍光タンパク質（mNG）、赤色蛍光タンパク質（mSI）、mNG を付加した FcεRIα、mSI を付加した IgE をそれぞれ大腸菌で発現させて精製し、これらを各々組み合わせて蛍光測定を行ったところ、mNG-FcεRIα と mSI-IgE を混合した試料では、mNG と mSI を混合した試料と比較して、アクセプターである mSI の蛍光の有意な増加が確認された。この結果から、IgE と FcεRIα の相互作用を検出可能な FRET 法が確立できたと考えられる。今後は、この検出法を用いて食品由来の低分子・中分子化合物から阻害剤の候補を探索していく予定である。
図 1 FRET の概念図

P1-09Design of Multifunctional FeII-NCE-HgII Frameworks
Ohkoshi Laboratory, Department of Chemistry, School of Science
Guanping LI, Olaf Stefanczyk, Kunal Kumar, Shin-ichi Ohkoshi
Research on coordination polymers exhibiting the spin-crossover (SCO)
phenomenon is one of the fastest–growing fields in coordination chemistry due
to their perspective application [1] In this context, the goal of my work is todevelop two- and three-dimensional hybrid inorganic-organic SCO networks.
Consequently, {[Fe(MeOH)2][Fe(μ–pz)2][Hg(μ–ECN)3(ECN)]2}·2H2O (E = S,
FeHgS, and E = Se, FeHgSe) have been designed and studied using X-ray

Figure 1. Packings along the crystallographic
b-axis (a and b) measured at 90 K and 300 K

crystallography, temperature–dependent electronic and vibrational spectroscopy, including the rarely performed Raman
scattering spectroscopy, and magnetic measurements. Single-crystal X-ray diffraction (SXRD) analysis reveals that FeHgS
crystallizes in the triclinic P-1 space group and a few percent reductions of the unit cell parameters between 90 K and 300 K.
The isostructural nature of FeHgS and FeHgSe was confirmed by X-ray powder diffraction (PXRD) analysis. FeHgS andFeHgSe reveal incomplete spin-crossover with the same T1/2 ≈ 190 K. In addition, the measurements were supplemented withextensive theoretical analysis, allowing for a detailed description of spectroscopic properties.
[1] S. Ohkoshi, S. Takano, K. Imoto, M. Yoshikiyo, A. Namai, H. Tokoro, Nature Photonics 2014, 8, 65.

P1-10衝突現象に伴う残留磁化の基礎的性質に関する研究
Basic properties of shock remanent magnetization
理学系研究科・地球惑星科学専攻
佐藤雅彦
Shock remanent magnetization (SRM) is acquired as a result of the shock wave propagation in amagnetic field. Knowledge of a three-dimensional distribution of the SRM intensity is crucial forinterpreting the spatial change in magnetic anomalies observed over the crater and reconstructing
the paleo-planetary field based on the anomaly data. However, the intensity distribution is an
unexplained phenomena concerning SRM properties owing to the lack of subsample
magnetization measurements for the experimental SRM-imparted samples. To investigate the
SRM intensity and stability structures using a magnetically well-characterized basalt sample
bearing fine-grained single-domain titanomagnetite, we conducted the newly designed SRM
acquisition experiments and remanence measurements for cube-shaped subsamples cut from theFig.1.
Two-dimensional
SRM-imparted samples. The pressure and temperature changes during the shock wave maps for the shockpropagation were estimated from the impact simulations. The SRM structures show the remanence intensity.
systematic changes in the different experimental settings such as projectile condition and applied field intensity. The pressure,temperature, and applied field dependence of shock remanence properties will be evaluated based on the experimental results.

P1-11

擬二次元ハイゼンベルグ反強磁性体 YbCl3 の磁場下ボーズアインシュタイン凝縮
Bose-Einstein condensation under magnetic fields in quasi-two-dimensional
antiferromagnet YbCl3
理学系研究科 物理学専攻 高木・北川研究室
今田絵理阿、松本洋介、Simon Schnierer、Jan Bruin、北川健太郎、高木英典
ボーズアインシュタイン凝縮(BEC)は磁性体で傾角反強磁性に対応し、外部磁場によってボゾンの数の制御することが可能である。これまで磁性体における BEC 研究は三次元物質が中心であったが、擬二次元物質では二次元 BEC、すなわち二次元のトポロジカル相転移である Berezinskii-Kosterlitz-Thouless (BKT)転移を現実の物質で観測できる可能性があり興味深い。擬スピン 1/2 のハイゼンベルグ反強磁性体である YbCl3 は面間相互作用が面内相互作用に比べてかなり弱いことがわかっており[1]、二次元 BEC 研究の良い舞台といえる。本研究では YbCl3 の量子臨界点(QCP)付近のゆらぎと秩序の次元性に関して a 軸方向磁場下のNMR 測定を用いて調べた。
静的な磁気構造を捉える NMR スペクトルは転移温度以下で分裂しており(図 1)、三次元秩

図 1: NMR スペクトルの分裂。

序であることが確認された。転移温度以下でのスペクトルの分裂幅から見積もられる内部磁場の臨界指数は、低次元ゆらぎを示唆している。本発表では量子臨界ゆらぎも含めた QCP 付近の詳しい次元性に関して議論する。
[1] G. Sala, et al., Nat. Com. 12, 171(2021).

P1-12原子層自己形成型強磁性トポロジカル絶縁体 Mn(Bi1-xSbx)2Te4 を含む
ヘテロ構造における Sb/Bi 組成比による強磁性特性の変調
Sb/Bi content dependence of ferromagnetic properties in the heterostructure including
the atomic-layer self-assembled ferromagnetic topological insulator Mn(Bi1-xSbx)2Te4
理学系研究科 物理学専攻 長谷川研究室 高城拓也、秋山了太、長谷川修司
原子層自己形成型強磁性トポロジカル絶縁体(FMTI) MnBi2Te4 は、磁性元素 Mn が規則的に配列した結晶構造を有し、量子異常ホール効果(QAHE)といった新奇量子物性の観測温度の向上が期待される。一方、この強磁性(FM)の発現機構は未解明な点が多く、特にトポロジカル絶縁体(TI)とのヘテロ構造 MnBi2Te4/Bi2Te3 ではキュリー温度(TC)が理論値(12 K)よりもはるかに低いと報告されている[1]。本研究では Bi を Sb で置換することで EF 調整が可能なヘテロ構造 Mn(Bi1xSbx)2Te4/(Bi1-xSbx)2Te3 を作製し、その異常ホール効果等の観測によって FM 機構解明の手がかりを探索した。Bi/Sb 組成比(x)を適切に調整すると(x ~ 0.75)、EF がトポロ
ジカル表面状態に位置するため磁性に対する表面電子の寄与が大きくなるが[2]、
図 1 に示す TC の x 依存性によると、TC は表面寄与の大小に依らず Sb を添加するに従って単調に上昇した。この振る舞いは表面状態を介した RKKY 相互作用のみ
では説明できず、Sb 置換によって格子歪みが起こり、それが FM 相互作用に影響していることを示唆している。[1] T. Fukasawa et al., Phys. Rev. B 103, 205405 (2021).
[2] T. Takashiro et al., Nano Lett. 22, 881-887 (2022).

図 1 TC と Bi/Sb 組成比(x)の関係

P1-132 次元物質 3R-Ta1+xSe2 の高強度テラヘルツ光励起による電荷密度波相融解ダイナミクス
Melting dynamics of charge density wave in two-dimensional 3R-Ta1+xSe2 induced byintense terahertz pulses
1

理学系研究科 物理学専攻 島野研究室、2 工学系研究科 物理工学専攻 岩佐研究室、
3

理研 CEMS、4 低温科学研究センター 研究開発部門

鳴坂潮 1, 吉川尚孝 1, 松岡秀樹 2, 田中勇貴 2, 武藏摩紀 2,中野匡規 2,3, 岩佐義宏 2,3,島野亮 1,4
近年、電荷密度波(CDW)相を光励起すると、平衡状態では出現しない隠れた秩序相への相転移が生じることが明らかとなり、活発な研究が進められている[1]。 最近我々は、エピタキシャル成長した遷移金属ダイカルコゲ
𝟐
ナイド物質 3R-Ta1+xSe2 薄膜の CDW 振幅モードをテラヘルツ(THz)光を用いて 2 光子共鳴励起することによっ𝐓𝐇𝐳て、絶縁体的な状態が発現することを示した[2]。そこで本研究では、絶縁体的な状態が発現する際に平衡状態のCDW 相が動的に抑制されていく過程を調べることを目的として、高強度 THz 波励起による非平衡状態のダイナ
ミクスを調べた。その結果、弱励起では駆動力が過ぎ去った後も CDW 振幅モードの共鳴周波数と一致する 2.3
THz の自由振動が観測された一方で、励起強度を上げるに従って自由振動のソフトニングやダンピングの増加が顕著になっていき、最終的には振幅モードが消失する振る舞いが観測された。これは THz 波を用いて直接的に振幅モードを大振幅駆動することによって、平衡状態の CDW 相を抑制、融解したことを反映していると考えられる。また本講演では、Ginzburg-Landau(GL)モデルに基づき、実験結果を秩序変数の時間発展のシミュレーションで再現し、そこから理解できる平衡 CDW 相の抑制に関するより詳細なメカニズムについても議論する。

𝑬[1] 例えば A. Kogar et al., Nat. Phys. 16, 159-163 (2020).

[2] N. Yoshikawa et al., Nat. Phys. 17, 909-914 (2021).

P1-14超伝導体 3R-TaSe2 のテラヘルツ第二高調波発生
Terahertz second-harmonic generation in superconductor 3R-TaSe2
理学系研究科・物理学専攻・島野研究室 A, 低温科学研究センター・研究開発部門 B,
工学系研究科・物理工学専攻・岩佐研究室 C, 理研 CEMSD
西澤邦雄 A, 中村祥子 B, 松岡秀樹 C, 武藏摩紀 C, 中野匡規 C,D, 岩佐義宏 C,D, 島野亮 A,B
非中心対称超伝導体ではスピン・シングレットとトリプレットの混合した超伝導秩序変数が許容される。実際に遷移金属ダイカルコゲナイド(TMD)系の超伝導体 MoS2 では空間反転対称性の破れに由来する非相反電気伝導が観測されており[1]、空間反転対称性の破れた超伝導秩序変数の可能性が示唆されている。この超伝導秩序変数の空間反転対称性の破れは超伝導ギャップに相当するテラヘルツ(THz)周波数領域の第二高調波発生(SHG)をもたらすことが理論的に示されており[2]、電気伝導測定が困難なゼロ抵抗領域について知見を得ることが期待される。
本研究では結晶構造の空間反転対称性が破れた TMD 超伝導体である 3R-TaSe2 に着目し[3]、エピタキシャル成長させた厚さ 41 nm(Se-Ta-Se 層数 65)の薄膜(超伝導転移温度 TC=2.6 K)に狭帯域 THz 波パルスを照射してその THz-SHG を観測した。
その結果、図 1 に示すように TC 以下の温度で SHG が観測されたが、偏光依存性
図 1: 3R-TaSe2 薄膜に中心周が等方的であり面内結晶方位に依存しないことが分かった。本発表ではこの結晶
波数 0.3 THz の狭帯域 THz 波
方位に依存しない SHG について考察する。
パルスを照射したときの SHG
強度の温度依存性。
[1] R. Wakatsuki et al., Sci. Adv. 3, e1602390 (2017).
[2] T. Xu, T. Morimoto and J. Moore, Phys. Rev. B 100, 220501 (2019).
[3] Y. Tanaka et al., Nano Lett. 20, 1725 (2020).

P1-15超伝導転移端センサのノイズ分析
The noise analysis in superconducting transition edge sensor.
工学系研究科・原子力国際専攻・高橋研究室
氏名 上土井猛、桜剛、スミス ライアン、三津谷友貴、大野雅史、高橋浩之
量子暗号通信や光量子情報処理を実現するためには、近赤外領域において単一光子を検出し、光子数識別能力を有する検出器を開発することは必要不可欠である。
昨年、我々は優れたエネルギー分解能を有する超伝導転移端センサ(TES:
Transition Edge Sensor)[1] を Au/Ir 近接二重層薄膜を用いて動作温度を低減することで単一光子検出器の能力向上を図った。結果として、850 nm において良好な光子数識別能力を保有することが実証されたが、エネルギー分解
能は理論値である 0.093 eV(FWHM)から大きくかけ離れた 0.68 eV(FWHM)となった。そこで、超伝導転移端センサから得られた信号ノイズを分析することにより、その要因を追求した。[2] その結果、希釈冷凍機の外部つまり環境ノイズが非常に大きいことが判明した。

[1] Irwin et al., APL,69,1945 (1996)[2] 入松川 知也, 博士論文, (2017), 東京大学

P2-01

MnSi における準安定スキルミオン相の熱流下での崩壊過程の研究
Heat-flow-induced decay of metastable skyrmion phase in a chiral magnet MnSi
東大工 A、理研 CEMS B、東京カレッジ C
門恭平 A、大池広志 A、吉川明子 B、田口康二郎 B，十倉好紀 A,B,C，賀川史敬 A,B
磁気スキルミオンは、非自明なトポロジーを有する渦状の磁気構造であり、多くの磁性体において磁気スキルミオンが格子状に配列した磁気秩序相として観測される。スキルミオ
ン相は、トポロジカルな性質に起因して準安定性を有するが[1]、電流の印加によってその構造は崩壊し最安定相へと緩和することが知られている[2]。
本研究では、電流とは異なる流れである熱流に対する準安
定スキルミオン相の応答を調べるために、MnSi のホール抵抗率の測定を行った。結果、熱流パルスの印加によってホール抵抗率の大きさが減少すること、すなわち準安定ス
キルミオンが熱流によって崩壊することがわかった。また、1 回のパルス印加によって崩壊する準安定スキルミ
オンの割合は 500ms 以上のパルス幅に対してはパルスの幅に依らないという非自明な結果が得られた。本発表ではこれらの実験結果、及び LLG シミュレーションを用いた崩壊過程の微視的なシナリオについて議論する。
[1] H. Oike, et al., Nat. Phys. 12, 62-66 (2016).

[2] F. Kagawa, et al., Nat. Commun. 8, 1332 (2017).

P2-02α-Sn/(In,Fe)Sb ヘテロ接合におけるトポロジカル電気伝導特性
Topological transport properties in α-Sn/(In,Fe)Sb heterostructures
工学部電気電子工学科 田中・大矢研究室
生方すばる、レ デゥック アイン、堀田智貴、田中雅明
α-Sn はトポロジカル・ディラック半⾦属やトポロジカル絶縁体のような複数のトポロジカル相を⽰す唯⼀の単元素物質である。最近われわれは、ダイヤモンド型結晶構造をもつα-Sn を InSb(001)基板上にエピタキシャ
ル成⻑することに成功し、⾯内に圧縮歪みがかかることで、α-Sn 薄膜はトポロジカル・ディラック半⾦属になることを⽰した[1]。
本研究では、強磁性半導体(In,Fe)Sb 上に成⻑したα-Sn 薄膜の磁気輸送特性を調べた。強磁性半導体(In,Fe)Sb
は低温で⾼抵抗であるが[2]、このヘテロ構造の磁気抵抗効果に明確な磁気ヒステリシスを観測した。これは、下層の(In,Fe)Sb からの磁気近接効果によりα-Sn 層に磁気的なカップリングが⽣じたことを⽰すものである。⾯内で電流と平⾏に磁場をかけると、磁化したα-Sn 薄膜は磁場に対して奇関数の巨⼤な線形磁気抵抗効果を⽰した。さらに、磁場と電流の双⽅に対して奇関数となる⾮相反磁気抵抗効果も観測された。本発表ではこれらの磁気伝導特性と物理起源に関して議論する。
[1] L. D. Anh et al., Adv. Mater. 33, 2104645 (2021). [2] N. T. Tu et al., Appl. Phys. Express 11 (6), 063005 (2018).

P2-03Growth of topological Dirac semimetal -Sn / ferromagnetic semiconductor (In,Fe)Sb
heterostructures and observation of quantum oscillations
工学系研究科・電気系工学専攻・田中・大矢・中根研究室 M2〇Tomoki Hotta, Le Duc Anh, Masaaki Tanaka
Topological Dirac semimetal (TDS) has generated muchattention for its robust and versatile topological nature. Recently
our group has established epitaxial growth of a high-quality TDS
-Sn thin film on InSb and revealed its topological properties [1].
Our interest is now breaking the time-reversal symmetry in -Sn
by inducing ferromagnetism. Our group has developed
ferromagnetic semiconductor (FMS) (In1-x,Fex)Sb, which showsroom-temperature intrinsic ferromagnetism with the zinc-blende
crystal structure [2]. By growing heterostructures consisting of
Fig 1 STEM lattice image of α-Sn/(In1-x,Fex)Sb
TDS -Sn and FMS (In1-x,Fex)Sb, we can expect to induce
heterostructure studied in this work.
ferromagnetism in this system. In this study, we have grown TDS
-Sn / FMS (In1-x,Fex)Sb heterostructures by molecular beam epitaxy (MBE). Figure 1 shows a scanning transmission electron
microscopy (STEM) lattice image, indicating that -Sn with diamond-type crystal structure is epitaxially grown on (In1x,Fex)Sb. Magnetic circular dichroism (MCD) hysteresis indicates the presence of room-temperature intrinsic ferromagnetismin the (In1-x,Fex)Sb layer. The derivative of Hall resistance about the magnetic field (dRxy/dB) up to 14 T clearly shows
Shubnikov-de Haas oscillation and we get non-zero Berry phase by the Fan plot analysis of the conductivity, indicating thatthe -Sn layer is topologically non-trivial. These results indicate successful growth of the TDS -Sn / FMS (In1-x,Fex)Sb
heterostructure.
[1] L. D. Anh, et al., Adv. Mat. 33, 2104645 (2021). [2] N. T. Tu, et al., Appl. Phys. Express. 11 063005 (2018).

P2-04

エレクトロマグノンシフト電流の観測
Observation of electromagnon shift current
工学系研究科物理工学科高橋研究室
荻野槙子、岡村嘉大、金子良夫、十倉好紀、高橋陽太郎
シフト電流とは空間反転対称性の破れた物質における光励起による電子波動関数の移動に由来したバルク光起電力効果の一種であり、太陽電池や超高速光スイッチの新原理として注目を集めている。一般的にシフト電流を含めた光起電力効果は、バンド間遷移を介した電子励起に由来して生じる。一方、電場活性な磁気励起であるエレクトロマグノンを共鳴励起することにより、シフト電流メカニズムを介した光起電力が生じることが予想されている[1,2]。エレクトロマグノ
ンはテラヘルツ帯に位置し、同機構によりバンドギャップよりはるかに小さな光子エネルギーで

図 1

Eu0.55Y0.45MnO3 における

光起電力効果が可能となる。エレクトロマグノンは磁性由来強誘電性を持つマルチフェロイクス固 テラヘルツパルス誘起光電流。
有の素励起である。我々はマルチフェロイクスでありエレクトロマグノンを持つマンガン酸化物 Eu0.55Y0.45MnO3 において、テラヘルツ光電流の測定を行った。テラヘルツパルスを試料に照射し、パルス光と同期した光電流をオシロスコープで測定した。その結果、強誘電相のみにおいて、バルク光起電力効果による光電流が観測された（図 1）。
[1] T. Morimoto and N. Nagaosa, Phys. Rev. B. 100, 235138 (2019).
[2] T. Morimoto, S. Kitamura, and S. Okumura, Phys. Rev. B. 104, 075139 (2021).

P2-05中性-イオン性転移物質 TTF-CA における圧力下ゼーベック効果
Seebeck effect under pressure in the neutral-ionic transition material TTF-CA
工学系研究科・物理工学専攻・鹿野田研究室
馬場智大、須波圭史，竹原陵介，若松浩大，宮川和也，鈴木博貴, 宮本辰也, 岡本博, 鹿野田一司
本研究の対象物質である TTF-CA は、ドナー分子である TTF とアクセプター分子である CA が交互に積層して構成される有機電荷移動型錯体であり、中性-イオン性(NI)転移を示す典型物質として知られている。この物質においては、NI ドメインウォール(NIDW)やソリトンといったトポロジカル励起と呼ばれる特殊な運動体が伝導性や磁性に寄与していることが実験的に示されてきた[1,2]。個々の電子ではなく特異な励起が電荷輸送を担う TTF-CA では、これまでにない新奇な熱電変換機構の発現が期待される。
そこで、我々は、広い温度・圧力範囲において TTF-CA のゼー
ベック係数を測定した(右図)。その結果、NIDW やソリトンが活発に

図: TTF-CA のゼーベック係数の温度・圧力依存性

励起される領域において、単純な半導体描像では説明できない特異な熱電効果が生じている可能性が示唆された。
[1] K. Sunami, et al., Sci. Adv. 4, eaau7725 (2018).
[2] R. Takehara, et al., Sci. Adv. 5, eaax8720 (2019).

P2-06

Dirac nodal line 物質[Ni(dmdt)2]の 13C NMR 研究
13
C NMR study on Dirac nodal line material [Ni(dmdt)2]
工学系研究科 物理工学専攻 M1 鹿野田研究室
畠村 匠
Massless Dirac Fermions(MDF)系は電気・熱伝導度が非常に高いことから注目を
元ブリユアンゾーン内で線状に分布する Dirac nodal line が実現することが第一原
理計算によって示されており[1]、従来の 2 次元 MDF 系には見られない性質が現れることが期待されている。しかし、磁化率や抵抗率といった巨視的なふるまい
は、従来の２次元 MDF 的であることが報告されている[1]。そこで、本研究では13

Dirac nodal line の物性を微視的に探索することを目的に、[Ni(dmdt)2]の C 置換体
多結晶試料を用いて 13C NMR 実験を行った。外部磁場の大きさを 3 T、6 T、11 T

1/(T1T) (s-1K-1)

集めている。MDF 系である単一分子性有機導体 [Ni(dmdt)2]では、Dirac 点が 3 次

0.01

3T
6T
11 T
0.001

∝ 𝑇2

0.0001

1

10

100

T (K)

図 1:1/(𝑇1 𝑇)の温度依存性として測定した核スピン-格子緩和率を温度で割った1/(𝑇1𝑇)の温度依存性を図１に示す。100 K 以上では 2 次元
MDF 的なふるまい (1/(𝑇1 𝑇) ∝ 𝑇 2)が観測されたが、30 K 付近では1/(𝑇1 𝑇)が低磁場ほど大きい極大構造を示した。
この現象は 2 次元 MDF 系では観測されておらず、Dirac nodal line に固有の特異現象であることが推測される。
[1] A. Kobayashi et al., Bull. Chem. Soc. Jpn., 94, 2540-2562 (2021)

P2-07

フィリング制御パイロクロア(Tb1-xCax)2Mo2O7 における異方的幾何学的ホール効果
Field-anisotropic geometrical Hall effect via Kondo f-d coupling in doped pyrochlore
molybdates
工学系研究科・物理工学専攻・十倉研究室
福田光、上田健太郎、金子良夫、軽部皓介、栗原綾佑、三宅厚志、徳永将史、田口康二郎、十倉好紀
近年、磁性と伝導電子の結合が創発するトポロジカル量子物性に関心が集まっている。特に、伝導電子が非共面的な局在スピンと結合すると、隣接スピンの囲む
立体角に比例した巨大な実効的磁場が働き、磁場や磁化に比例しない非従来的なホール効果（幾何学的ホール効果）などの新規物性を発現する[1]。とりわけ、伝導電子系が RKKY 相互作用などにより磁性秩序を発現しない弱結合系での幾何学的ホール効果は、結晶試料の合成が困難なため研究がなされていない。
本研究では、レーザー光源を用いたフローティングゾーン装置を用いることでパイロクロア型 (Tb1-xCax)2Mo2O7 の作成に初めて成功した。フィリング制御によって絶縁体から金属への相転移を観測した。Mott 転移後の x = 0.14 の結晶では、ホール抵抗率に異方性が確認された。これは、磁気構造に由来した幾何学的ホール効果が発現していると考えられる。更に、強磁場実験により、異方的成分を抽出することができた(図 １)。これは、それぞれの磁気構造におけるスピンカイラリティの符号とよく一致する。本発表では、(Tb1-xCax)2Mo2O7 で実現した弱結合系における幾何学的ホール効果を詳細に議論する。
[1] Y. Taguchi et al., Science 291, 5513 (2001).

図 1. 異方的な幾何学的ホール効果と対応する磁気構造

P2-08空間反転対称性が破れた 3R -TaSe2 薄膜の超伝導輸送特性
Superconducting transport properties of non-centrosymmetric 3R-TaSe2
工学系研究科・物理工学専攻・中野研究室
武藏摩紀、田中勇貴、松岡秀樹、岩佐義宏、中野匡規
グラフェンの発見以来、二次元層状物質が示す特異な物性が注目を集めている。
層状物質の一つである遷移金属ダイカルコゲナイド（TMD）は、金属元素とカルコゲンの組み合わせに依存して多様な物性を示す。中でも V 族の金属元素を有する NbSe2
や TaS2 の超薄膜は、スピン軌道相互作用により面直方向にスピンがロックした特異な超伝導状態（イジング超伝導）を示すことが知られている。一方、TMD は構造多型と呼ばれる局所構造の違いに応じて物性が大きく変わることが知られている。我々は最近、
分子線エピタキシー法で作製した TaSe2 が準安定の 3R 構造を取り、これが最安定のFig.1: 3R-TaSe2 の結晶構造

2H-TaSe2 とは異なる物性を示すことを発見した[1]。この 3R 構造はバルクにおいても
面直・面内両方向の空間反転対称性が破れた結晶構造を有しており（Fig. 1）、特異な輸送現象の発現が期待される。本研究では特に超伝導状態に注目し、対称性の破れに起因した非相反伝導現象（Fig. 2）の観測を目指した。
[1] Y. Tanaka et al., Nano. Lett. 20, 1725-1730 (2020).

Fig.2: 非相反伝導現象の模式図

P2-09四極子近藤格子系 PrTi2Al20 における磁場中輸送特性
Transport properties under magnetic field in quadrupolar Kondo lattice system
PrTi2Al20
東大理 A、東大物性研 B、東大トランス量子 C、東北大金研 D、高エネルギー加速器研究機構 E○磯前貴央 B、酒井明人 A、Mingxuan FuB、谷口貴紀 D、瀧川仁 E、中辻知 A,B,C
籠状物質である PrTi2Al20 は、Pr3+サイトが立方晶 Td の対称性を持つため、非磁性かつ多極子自由度(O20 型とO22 型の四極子と Txyz 型の八極子)のみが活性な Γ3 二重項の結晶場基底状態を持つ。この物質は、低温での強四極子秩序や、高温領域での磁気的近藤効果など、伝導電子と f 電子の強い混成効果が様々な実験から明らかになっている [1,2,3]。また、非クラマース二重項である Γ3 二重項は、不純物や欠陥によって容易に縮退が解ける
ため、高純度単結晶が合成可能な PrTi2Al20 は四極子近藤格子系の物理を研究するのに最適な系である。
磁気輸送は系の伝導機構を理解するのに重要である。通常の磁気的近藤格子系ではコヒーレンスの形成によって 2 つの特徴的な輸送特性を示すことが知られている[4]。1 つ目は、スキュー散乱によって生じる外因的異常ホール効果である。高温領域では不純物による散乱が起き、低温ではコヒーレンスの形成によるスキュー
散乱が生じる。2 つ目は、負の磁気抵抗効果である。局在 f 電子由来の磁気散乱が磁場によって抑制されるため、磁場印加によって負の磁気抵抗が生じる。一方、典型的な物質が少ないため、四極子近藤格子系における輸送特性の理解は不十分である。本研究では PrTi2Al20 のホール効果と横磁気抵抗測定を行い、磁気的近藤格子系と四極子近藤格子系における輸送特性の相違について議論する。[1] A. Sakai and S. Nakatsuji, JPSJ. 80, 063701 (2011).[2]A. Sakai et al., JPSJ. 81, 083702 (2012). [3] T. Taniguchi et al., JPSJ. 85, 113703 (2016).[4] A. Fert and P. M. Levy, PRB 36, 1907 (1987).

P2-10

ラクトフェリンによる虫歯菌の歯面付着阻害の分子機構解析
Molecular mechanism analysis for the inhibition of tooth surface adhesion ofStreptococcus mutans by lactoferrin
東京大学 大学院農学生命科学研究科 応用生命化学専攻 食品生物構造学研究室
CHANGYU ZHANG
Salivary agglutinin (SAG) is a human salivary protein implicated in the oral clearance of microorganisms because of its
bacteria-agglutinating properties. It contains 14 highly conserved scavenger receptor cysteine-rich domains (SRCRDs).
Streptococcus mutans PAc (the cell surface protein antigen c) mediates the binding of this cariogenic bacteria to tooth surfaces
via binding to the SRCRDs of SAG and induces dental caries [1]. Another protein, lactoferrin, as well as a lactoferrin-derived
peptide (residues 480 to 492) can inhibit the saliva-induced aggregation of S. mutans by inhibiting the interaction of SAG and
PAc [2]. The purpose of this study is to visualize the SAG-PAc interaction and its disruption by lactoferrin. As a part of thisstudy, I am going to present the crystal structure analysis of an SRCRD in SAG and the interaction analysis of the SRCRD
with PAc and lactoferrin.

[1] Oho T, Bikker FJ, Nieuw Amerongen AV, Groenink J. Infect Immun. 2004 Oct;72(10):6181-4.
[2] Purushotham S, Deivanayagam C. J Biol Chem. 2014 Aug 8;289(32):21877-87.

P2-11Three-dimensional Tb-Co(CN)6 framework exhibiting dehydration-hydration
switchable magnetic anisotropy and luminescent thermometric properties
Ohkoshi Laboratory, Department of Chemistry, Graduate School of Science
Yue Xin, Junhao Wang, Szymon Chorazy, Koji Nakabayashi, and Shin-ichi Ohkoshi
Lanthanide-based cyanido-bridged metal assemblies have shown great
potential of promoting multifunctionality such as proton conductivity,
humidity-sensitive magnetism, and photoluminescent single-moleculemagnet by taking the advantages of luminescence, magnetism, andporosity.1,2,3 In this work, our group presents the three-dimensional cyanidobridged bimetallic network material, TbIII[CoIII(CN)6]·4H2O (1), with its
magnetically diluted species TbIII0.026YIII0.974[CoIII(CN)6]·4H2O (1dl). Aftermodification of the coordination structure driven by dehydration in 1dl,
significantly enhanced magnetic anisotropy leads to a zero-field SMM
behavior of the dehydrated phase. Strong characteristic TbIII-centeredemission is observed in both hydrated and dehydrated phases, which can be Figure. Crystal structures of 1 and its dehydrated phase (a);T-dependence of photoluminescent emission spectra of 1dl
developed for promising thermometric performance based on its combination after dehydration (b); Slow magnetic relaxation at 0 Oe dc
field of 1dl after dehydration (c).
with CoIII-centered emission. In addition, the functioning temperature of
SMM matches well with the optimal working temperature range of the luminescence thermometry.
[1] T. Hiroko, and S. Ohkoshi, Dalton Trans., 2011, 40, 6825-6833.
[2] Y. Xin, and S. Ohkoshi et al., J. Am. Chem. Soc., 2019, 141, 18211-18220.
[3] J. Wang, and S. Ohkoshi et al., J. Am. Chem. Soc., 2020, 142, 3970-3979.

P2-13高磁場・サブケルビン・超高真空 4 探針電気伝導・トンネル分光同時測定装置の開発
Development of a simultaneous measurement system of four-point-probe electricaltransport and tunneling spectroscopy under high magnetic field and down to
sub-Kelvin temperature in ultrahigh vacuum
理学系研究科物理学専攻長谷川研究室
佐藤 瞬亮・保原 麗・秋山 了太・渡邉 和己・長谷川 修司
物質表面や薄膜の超伝導を調べるとき、電気伝導とトンネル分光を超高真空中で同タイミング・同一試料で測定できると、より本質的な物理現象の理解につながる。本研究ではそれを可能にする装置を開発した。ベース装置は in situ 4
端子電気伝導測定装置であり、それにトンネル分光測定機構を設計・追加した。
動作検証は STM 探針で鉛薄膜試料の超伝導ギャップを観測して行った。結果、
3.2 K において約 0.5 meV の分解能を実現できた。一般にトンネル分光の測定

図 1: 4 端子プローブを用いたトンネル
分光測定の模式図。

時はトンネル電流のリターンパスのために高導電性基板を用いる必要があるが、それは同時に表面・薄膜の電気伝導測定が困難になることを意味する。そこで本研究では 4 端子プローブをトンネル分光測定にも使うことでこれを解決した。
具体的には、トンネル接合を作る針とは別の針を直接試料に接触させて電気的な導通を確保することで、絶縁性の高い基板上の試料測定を可能にした（図１）。なお、4 端子プローブでのトンネル分光測定は±0.3 meV 程度のエネルギー範囲で問題なく行えることが確かめられた。これは超伝導ギャップを測定するに十分な大きさである。

P2-14強磁性ワイル半金属 Co3Sn2S2 の常磁性相での円偏光照射によるテラヘルツ異常ホール
効果の発現
Circularly-polarized-light-induced terahertz anomalous Hall effect in paramagnetic
state of magnetic Weyl semimetal Co3Sn2S2
理学系研究科・物理学専攻・島野研究室
小川和馬、吉川尚孝、平井誉主在、藤原宏平、池田絢哉、塚﨑敦、奥村駿、岡隆史、島野亮
トポロジカル物質の物性の制御は広く研究されている。中でも、物質の周期駆動による電子状態の動的制御法としてフロッケエンジニアリングが注目を集めており、トポロジーを超高速に変化させられることが実験的にも報告されている[1]。
近年、円偏光照射下の 3 次元ディラック半金属では、ディラック点が時間反転対称性の破れによって２つのワイル点に分裂し、フロッケワイル半金属が形成されることが理論的に提唱され[2,3]、我々はその実証に臨んだ。強磁性ワイル半金属
Co3Sn2S2 薄膜を対象に、室温でのディラック半金属相に中赤外円偏光を照射し、テラヘルツファラデー回転分光法を用いることによって、フロッケワイル半金属の形成を調べた。その結果、円偏光パルスの包絡線に追随した即時的な異常ホール効果を観測した。実験結果は、理論的にフロッケワイル半金属で期待される異常ホール伝導度の大きさの励起光
強度依存性や波長依存性との比較から、フロッケワイル半金属の形成を示唆する結果であると考えられる。

[1] McIver, J. W. et al., Nat. Phys. 16, 38–41 (2020).
[2] Wang, R., Wang, B., Shen, R., Sheng, L. & Xing, D. Y., EPL 105, 17004 (2014).
[3] Ebihara, S., Fukushima, K. & Oka, T., Phys. Rev. B 93, 155107 (2016).

P2-15

FeSe0.9Te0.1 の超伝導相におけるテラヘルツ第３高調波発生
Terahertz third-harmonic generation in superconducting phase of FeSe0.9Te0.1
理学系研究科 物理学専攻 島野研究室 A， 総合文化研究科 広域科学専攻 前田研究室 B，
低温科学研究センター 研究開発部門 C
松本陽行 A，吉川尚孝 A，小林友輝 B，色摩直樹 B，小川浩生 B，鍋島冬樹 B，
前田京剛 B，島野亮 A,C
超伝導秩序変数の揺らぎに対応する集団励起モードはテラヘルツ周波数帯の非線形光学応答として観測できることが報告されているが[1]，集団励起モードが超伝導秩序変数の対称性を反映することから，対応する非線形光学応答の性質を調べることによってペアリング相互作用の対称性に関する知見が得られることが理論的に指摘されている。[2,3]本研究ではペアリング相互作用について議論が続いている鉄系超伝導体 FeSe1-xTex[4]について，薄膜試料を対象に高強度テラ
ヘルツパルスを用いたテラヘルツ分光を行った。その結果，入射パルスの偏光に依存したテラヘルツ第三高調波発生(THz-THG)を観測した。発表では観測された THz-THG の偏光依存性から超伝導ペアリング対称性について議論を行う。
[1] R. Shimano and N. Tsuji, Annu. Rev. Condens. Matter Phys. 11, 103 (2020).
[2] L. Schwarz and D. Manske, Phys. Rev. B 101, 164519 (2020).
[3] M. A. Müller and I. M. Eremin, Phys. Rev. B 104, 144508 (2021).
[4] T. Shibauchi et al., J. Phys. Soc. Jpn. B 89, 102002 (2020).

図：中⼼周波数 0.5 THz の⼊射波に対する FeSe0.9Te0.1 の透過波のスペクトル。⽮印は THz-THG に対応するピークを⽰す。

P3-01p 型強磁性半導体 (Ga,Fe)Sb における強磁性発現機構の解明
Elucidation of the mechanism of ferromagnetism in p-type ferromagnetic
semiconductor (Ga,Fe)Sb
東大工 A, 東大理 B, 東大 CSRNC, Swiss Light SourceD, 東大工 QPECE, JAEA/SPring-8F
武田 崇仁 A, 鈴木 雅弘 B L. D. AnhA,C, 野中 洋亮 B, T. SchmittD, 吉田 訓 E, 坂野 昌人 E,
石坂 香子 E, 竹田 幸治 F, 藤森 伸一 F, 関 宗俊 A,C, 田畑 仁 A,C, 藤森 淳 B, 田中 雅明 A,C,

V. N. StrocovD, 小林 正起 A,C
強磁性半導体（FMS）は磁性不純物をドープすることで強磁性を発現する半導体のことである。その強磁性はキャリア誘起強磁性と呼ばれ、スピントロニクスにおける材料として注目を集めている。20 年以上にわたって室温以上の Curie 温度をもった III-V 族 FMS は実現していなかったが、近年、史上初の室温 p 型 FMS (Ga,Fe)Sb が作製された[1]。
(Ga,Fe)Sb における強磁性発現機構を調べるために、我々は軟 X 線角度分解光電子分光（SXARPES）を用いて、(Ga0.95,Fe0.05)Sb 薄膜試料におけるバンド構造を調べた。Fe L3 端での共鳴 ARPES
により Fermi 準位（EF）は Fe 3d 由来の不純物バンド（IB）を切っていることがわかった。従って、二重交換相互作用によって強磁性が発現することが明らかとなった[2]。
[1] N. T. Tu et al., Appl. Phys. Lett. 105, 132402 (2014).
[2] T. Takeda et al., Phys. Rev. B 101, 155142 (2020).

図 1. (Ga,Fe)Sbの ARPES 像

P3-02Ge ベースオールエピタキシャル単結晶横型短チャネルスピンバルブ素子における大きな磁気抵抗効果の観測
Enhanced magnetoresistance in a Ge-based all-epitaxial single-crystalline
spin-valve device with a short channel
工学系研究科 電気系工学専攻 田中・大矢・中根研究室
鶴岡駿、但野由梨子、Le Duc Anh、田中雅明、大矢忍
スピントロニクスにおける次世代の実用デバイスの一つとしてスピン MOSFET [1–3]が挙げられる。スピン MOSFET の実用化に向けて高い磁気抵抗比(MR 比)が必要とされるが、横型素子での MR 比は最大でも 1 %を超える程度 [4]であり、実用化のために更なる MR 比の向上が望まれる。本研究では、スピン MOSFET の実現に向けて、Ge 基板上に作製した
オールエピタキシャル横型スピンバルブ素子において短チャネル構造を作製することにより磁気抵抗比(MR 比)を向上させることを目的として研究を行った。Co/Fe/MgO/Ge:B/Ge(001) 基板からなるオールエピタキシャルヘテロ構造に対して
チャネル長 68 nm のスピンバルブ素子構造を作製した。3 K において、面内方向に外部磁場を印加した際の抵抗の変化を測定した。バイアス電圧 VDS = 50 mV で Fig.1(b)のような明確な MR カーブが確認でき、VDS = 2 mV まで下げることで最大 0.55 %の MR 比が得られた。これは拡散伝導を仮定した理論 [5]から予測される値のおよそ 1000 倍の値となっており、チャネル長を 68 nm にまで微細化することにより、MR 比を大幅に向上させることができることが明らかになった。
研究の一部は、科学研究費、科学技術振興機構 CREST 及びスピントロニクス学術研究基盤と連携ネットワーク拠点の支援により行われた。
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]

S. Sugahara and M. Tanaka, Appl. Phys. Lett. 84, 2307 (2004).
S. Sato, M. Tanaka, and R. Nakane, Phys. Rev. B 102, 035305 (2020).
M. Yamada et al., NPG Asia Mater. 12, 47 (2020).
H. Koike et al., Appl. Phys. Express 13, 083002 (2020).
A. Fert and H. Jaffrès, Phys. Rev. B 64, 184420 (2001).

P3-03

Electron spin polarization in a n+-Si channel: Analysis with the band diagram
in ferromagnetic Fe/Mg/amorphous-MgO/SiOx/n+-Si(001) tunnel junctions
Tanaka-Ohya-Nakane Lab., Dept. of Electrical Eng. and Information Systems
Baisen Yu, Shoichi Sato, Masaaki Tanaka, and Ryosho Nakane
Si-based spin transport devices have attracted great interest since their spin-functional characteristics are promisingfor next-generation electronics with low-power consumption [1]. For practical applications, it is indispensable to achieve ahigh spin-valve signal that is proportional to the product PinjPdet of the spin polarizations in the injector Pinj and detector Pdet.
Nevertheless, what mechanism determines Pinj and Pdet still remains an open question, because all of the past models assume

model that can well explain the physical

+

−
IS

−

Injectorn+-Si(001)
ND ~1020 cm-3

Detector
Lch

+
ID

0.1

(b)

IS = +20 mA
4K

0.5

(c)

Pdet

purpose of this study is to develop a unified

VD

Pinj Pdeta spin asymmetric tunneling factor  (a)without evidence of spin filtering [2, 3]. The

Experiment

0
1
0
-1
Detector voltage drop VJD (V)Calculation

0
-1
0
1
Detector voltage drop VJD (V)origins of Pinj and Pdet, based on the band

SiO2

diagram in a Fe-based ferromagnetic tunnel

Fig. 1 (a) Schematic device structure and measurement setup at 4 K. (b) and (c) Experimentallyjunction on n+-Si (001).

and theoretically estimated PinjPdet plotted against the detector junction voltage drop VJD.

[1] S. Sugahara and M. Tanaka, Appl. Phys. Lett. 84, 2307 (2004). [2] A. Fert and H. Jaffres, Phys. Rev. B 64, 184420 (2001).
[3] R. Jansen, et al., Phys. Rev. Appl. 10, 064050 (2018).

P3-04空間反転対称性を有する正方晶スキルミオン物質における多彩なトポロジカル磁気相の発見
Discovery of versatile topological magnetic phases
in centrosymmetric tetragonal skyrmion-hosting material
東大工 A，JST さきがけ B，東大物性研 C，KEK 物構研 D，
東大新領域 E，理研 CEMSF，東大東京カレッジ G
吉持遥人 A，高木里奈 A, B，周芝苑 C，速水賢 A，Nguyen D. KhanhF，齋藤開 C，
佐賀山基 D，中尾裕則 D，有馬孝尚 E, F，十倉好紀 A, F, G，中島多朗 C, F，関真一郎 A, B
スキルミオンはトポロジーに保護されたスピンの渦構造であり、超高密度・超省電力な次世代磁気メモリへの応用が期待されている。従来、スキルミオンの形成には空間反転対称性の破れた結晶構造が必須であると考えられてきたが、近年では空間反転対称性の保たれた希土類化合物において、遍歴電子が媒介する相互作用による新機構に基づくスキルミオンが報告されており[1,2]、大きな注目を集めている。
本研究では、
新規正方晶スキルミオン物質 GdRu2Ge2 を対象として磁化・電気輸送測定及び散乱実験を行った。
その結果、本物質では 2 種類の異なるスキルミオン相が発現し、さらに一連のトポロジカル磁気相転移過程が、半整数値のトポロジカル数を有するメロン/アンチメロン構造の多段階磁化反転によって説明できることを明らかにした。さらには、遍歴電子が媒介する相互作用モデルに基づく理論計算によって、本物質における磁気相を非常によく再現することに成功した。本発表では、以上の結果について詳細に議論する。
[1] T. Kurumaji et al., Science 365, 914 (2019).
[2] N. D. Khanh et al., Nature Nanotechnology 15, 224424 (2020).

P3-5

カゴメ格子磁性体 TbMn6Sn6 における質量ディラック電子に由来した磁気光学応答
Magneto-optical responses of massive Dirac fermions derived from kagome magnet
TbMn6Sn6
工学系研究科 物理工学専攻 高橋研究室
正力健太郎, 岡村嘉大, 藤代有絵子, 北折曉, 金澤直也, 十倉好紀, 高橋陽太郎
量子異常ホール効果の発見を契機に、ディラック電子と磁性が強く相互作用する物質系の探索が精力的に行われている[1]。最近ではカゴメ格子などの特殊な原子配列を活用するなど、様々な物質設計指針が提案されている。一方で、磁性ディラッ
ク電子系に由来した電磁気応答については異常ホール効果が研究されているのみ
で、その他の現象についてはほとんど確立されていない。

図 1: 質量ディラック電子
本研究では、2 次元質量ディラック電子による異常ホール効果が観測されている のホール伝導度スペクトル
カゴメ格子フェリ磁性体 TbMn6Sn6 において[2]、磁気光学応答の探索を行った。磁気光学応答は異常ホール効果の光学的拡張に対応し、質量ディラック電子との密接な関連が期待できる。ディラック電子の存在が示唆される
中赤外から可視領域においてホール伝導度スペクトルxy()を測定したところ、230 meV 付近に顕著な共鳴構造が観測された。また、スペクトル形状は質量ディラック電子の理論モデル(図１)によってよく記述できた。
[1] C-Z. Chang et al., Science 340, 167 (2013).
[2] J. X. Yin et al., Nature 583, 533 (2020).

P3-06

有機物質におけるゼロ質量電子の特異な質量獲得の観測
Observation of anomalous mass acquisition of the massless electron in the organic material
工学系研究科 物理工学専攻 鹿野田研究室, 福島医大総合科学研究センターA, 理研 B
関根孝彦, 岸田直也, 須波圭史, 宮川和也, 開 康一 A, 加藤礼三 B, 鹿野田一司
結晶中の電子は有効質量を持って周期的ポテンシャル上を運動するが、一部の物質中では有効質量がゼロであるようにバンドギャップが閉じた電子系が実現する。これをゼロ質量ディラック電子系という。高エネルギー物理の分野で議論されてきたゼロ質量の粒子が固体中で電荷・スピンといった種々の自由度と密接に結びつくことで、どのような物理現象が発現するのだろうか。研究の対象となる物質は様々提案されてきたが、中でも有機物質は不純物や格子欠損が少ないという特徴からゼロ質量ディラック電子系のモデル物質と考えられ、その代表が𝛼- (BEDT TTF)2I3 だった。強相関電子系としての側面を持つ𝛼 (BEDT TTF)2I3 は、低温で電子間反発によって空間反転対称性を破って自発的にバンドギャップを開ける、すなわち有効質量を獲得して絶縁化することが知られている。その Se 置換物質𝛼 (BETS)2I3 は同様の電子系であることが期待されてきたが、常圧の 50-K 以下での絶縁体状態の詳細が長らく不明であった- [1]。本研究では 13C NMR
を利用して、低温絶縁体状態における𝛼 (BETS)2I3 のスピン密度分布を微視的に調べた。その結果、絶縁体転移後も単位構造内の対称性が変わらず、𝛼 (BETS)2I3 が時間反転対称性や空間反転対称性を破らずにバンドギャップを開けていることが分かった。これは𝛼 (BEDT TTF)2I3 とはまるで異なる有効質量の獲得機構であると言える。
[1] M.-Inokuchi-et al.,-Bull.-Chem.-Soc.-Jpn.,-68,-547-(1995)

P3-07

ドープされたスピン液体で発現する超伝導の NMR 研究
NMR study of superconductivity in doped spin liquid
工学系研究科物理工学専攻・鹿野田研究室
上野祥広, 若松浩大, 宮川和也, 谷口弘三, 鹿野田一司
𝜅-(ET)4Hg2.89Br8 は ET 分子からなる伝導層と Hg2.89Br8 からなる絶縁層が交互に積層した物質である。絶縁相の Hg イオンが ET と不整合な副格子をつくるため、バンド充填率が通常の𝜅型の場合(ハーフフィリング)からずれ、ホールが 11 %
ドープされたモット絶縁体と見なすことができる。伝導層では分子平面を正対させた ET 分子からなるダイマーが異方的な三角格子構造をとって配列している。このダイマー間の移動積分の比は 1 に近く、スピンフラストレーションの強い系が実現していると考えられる。磁化率の挙動はスピン液体物質𝜅-(ET)2Cu2(CN)3 と一致し、ドープされたスピン液体物質であると考えられている[1]。この物質は、低温で超伝導が発現する。超伝導相は温度圧力相図上で 0.5 GPa 付近にピークを持
つドーム構造を取り、この圧力を境に超伝導の性質が大きく変わることが知られている。特に 0.5 GPa より低圧側では超伝導相に平行に磁場を印加した際の𝐻𝐶2 がパウリ極限を超えていたり[2]、BEC 的な超伝導が実現している可能性があった
り[3]と特異な性質が複数報告されている。
本研究では、この低圧側の超伝導に関して電子の対状態や揺らぎを調べることを目的に常圧下 13C NMR 測定を行った。試料は磁化測定にてバルクで超伝導を示したものを用いた。層状構造を持つ二次元超伝導体では、磁場を超伝導層に平行に印加すると、磁束は絶縁層に選択的に入り、ジョセフソンボルテックスになる。この時、1/𝑇1 への磁束の運動の寄与は無視でき、𝐻𝐶2 が𝐻/layer と𝐻⊥layer で大きく異なる。本研究ではこの性質を利用し、静磁場を伝導面垂直と平行の二方向にかけ、その違いから超伝導性に関する議論を行った。本発表ではこの測定で得られた結果を紹介する。
[1] H. Oike, et al., Nat. Commun. 8, 756 (2017).
[2] E. Ohmichi et al., Vol. 12, No. 3, (1999).
[3] Y. Suzuki et al., Phys. Rev. X. 12, 011016(2022).

P3-08高移動度磁性半導体 EuTiO3 薄膜の La と Gd 置換による電子ドープ効果
Physical properties of n-type EuTiO3 thin films doped with La3+ (S=0) and Gd3+ (S=7/2)
工学系研究科物理工学専攻 1, 理研 CEMS2
高原規行 1, 高橋圭 2, 十倉好紀 1,2, 川﨑雅司 1,2
EuTiO3(ETO)は TN~5.5K で A サイト(Eu2+)の 7µB の磁気モーメント(S=7/2)が反強磁性転移する磁性半導体であり、Eu2+のドナー置換による電子ドープでキャリア密度制御と金属化が可能である。近年、有機金属ガスソース分子線エピタキシー法を用いて作製した
高移動度 La ドープ ETO 薄膜において、磁化に比例しない異常ホール効果やスピン偏極電子の Shubunikov-de Haas 振動について報告されている[1,2]。ETO への電子ドープ
は多くが A サイト(Eu2+)の La3+による化学置換によって行われているが、置換元素のイオン半径や磁気モーメント依存性を系統的に議論した例はない。特に非磁性元素の La3+

図１: EuTiO3 の単位格子

ドープの場合、Eu2+が作るスピンの規則格子へ導入されるスピン欠陥が物性に与える影響を評価することは重要である。
そこで、Eu2+と同じ磁気モーメントを持つ Gd3+ (S=7/2)をドープした ETO 薄膜を作製し、La ドープ ETO 薄膜と比較することでスピン欠陥に着目した物性の議論を行うことを着想した。本発表では La ドープ ETO 薄膜と Gd ドープ ETO 薄膜それぞれの輸送特性と磁性について紹介する。
[1] K. S. Takahashi, M. Kawasaki et al., Sci. Adv. 4 (2018)[2] K. Maruhashi, M. Kawasaki et al,. Adv. Mater. 32 (2020)

P3-09ワイル磁性体 Co2MnGa 薄膜における横磁気熱電効果
Transverse thermoelectric effect in Weyl magnetic material Co2MnGa thin film
新領域創成科学研究科・物質系専攻 中辻・酒井研究室 (理学系研究科・物理学専攻)
上杉 良太, 肥後友也, 中辻 知
異常ホール効果や異常ネルンスト効果の起源として、不純物散乱などによる外因性の効果と、ベリー曲率などによる内因性の効果が挙げられる。この内因性の効果は、異常ホール伝導度𝜎=𝜌 / 𝜌

フェルミ面までの積分(𝜌 :異常ホール抵抗率, 𝜌 :電気抵抗率)、横熱電伝導度𝛼+𝜌についてはベリー曲率の=𝜎 𝑆+ 𝜎 𝑆 についてはフェルミ面付近のベリー曲率によって増強されると考えられている(𝑆 :異常ネルンスト効果, 𝑆 :ゼーベック係数) [1]。
運動量空間において大きなベリー曲率を発生させる代表的な要因として、時間反転対称性の破れた線形分散が交差する構造である、ワイルコーンが挙げられる[2,3]。特に、Co2MnGa においては、このワイルコーンがフェルミ面に沿うような
水平なバンド分散を持つリフシッツ転移状態にあることで、ベリー曲率の影響を受ける状態密度も同時に大きくなり、室温で最大の異常ネルンスト効果𝑆= −6 μV/K を発現する[4]。

本研究においては、Co2MnGa のエピタキシャル薄膜試料を作製し、その異常ホール効果と異常ネルンスト効果の測定を行い、内因性効果についての議論を行う。
[1]
[2]
[3]
[4]

D. Xiao, et. al., Physical Review Letter, 97, 026603 (2006).
M. Ikhlas, et. al., Nature Physics, 13, 1085 (2017).
S. Nakatsuji, and R. Arita, Annual Review of Condensed Matter Physics, 13, 119 (2022).
A. Sakai, et. al., Nature Physics, 14, 1119 (2018).

P3-10

細胞毒性を有するスブチリシン由来新規ペプチドの同定
Identification of a novel subtilisin-derived peptide with cytotoxic activity
Department of Applied Biological Chemistry, Graduate School of Agriculture and Life
Science, The University of Tokyo, Bunkyo-ku, Tokyo 113-8657, Japan
Wei Sibo, Li Li, Suzuki Michio, Lu Peng, Okuda Suguru, Ken Okamoto, Itoh Hideaki and
Nagata Koji
Subtilisins are a family of serine proteases secreted by Bacillus family. It is reported that "natto peptide", a C-terminal
peptide fragment of subtilisin NAT, the subtilisin molecule from Bacillus subtilis var. natto, can disrupt the cell membrane ofStreptococcus pneumoniae and also shows cytotoxicity against tumor cell lines but not normal cell lines [1]. Meanwhile,
subtilisin Carlsberg, the subtilisin from Bacillus licheniformis and is 83% sequence identical to subtilisin NAT, can digest
itself to produce some short peptides [2]. The objective of this study is to identify novel peptide(s) generated by self-digestionof subtilisin Carlsberg with bacteriocidal and anti-cancer activities. Subtilisin Carlsberg (Sigma-Aldrich) was dialyzed andloaded to an ODS column. A 3-kDa peptide was purified by the column chromatography. Then, this peptide was subjected to
Edman degradation and MALDI-TOF MS. These analyses revealed that this peptide is an N-terminal peptide fragment of
subtilisin Carlsberg. This peptide displayed cytotoxic activity to Caco-2, HeLa and WI-38 cell lines and showed liposome
disruption activity.
[1] Kitagawa, M. et al. (2017). AMB Express 7, 127.
[2] Tang H. et al. (2019). Biochem. Biophys. Res. Commun. 512, 623-628.

P3-11Open-form-to-close-form structural change in a nanochannel molecule-based magnet
Solid State Chemistry Lab, Department of Chemistry, Graduate School of Science
Ryota Shimoharai, Kunal Kumar, Koji Nakabayashi, Shin-ichi Ohkoshi
Molecule-based materials have advantages to design and construct various nanostructures[1]. Recently, our laboratory has successfully synthesized a nanochannelled molecule-basedmagnet of Co7[W(CN)8]4Cl2 ·29H2O [2]. Using a different synthetic method, an analogue
compound with acetone molecules in the nanochannels, CoII7[WV(CN)8]4Cl2 · 21H2O ·z(CH3)2CO (CoW) can be obtained. Herein, we present a drastic structural change of CoW
induced by evaporation of the acetone molecules and magnetic properties before and after the
structural change. The open nanochannels of CoW are transformed into a close form after the Fig. 1: crystal structure ofevaporation of acetone. Magnetic measurements revealed that the open form showed a open form CoWCl
coercive field of 5 kOe at 2 K, while the close form exhibited a significantly small coercive field less than 200 Oe. The gvalues at three equivalent cobalt sites in the crystal structure of CoW were calculated using the complete active space
multiconfiguration self-consistent field method to examine the magnetic anisotropy. In addition, the magnetic structure
calculation was performed using the molecular field theory.
[1] S. Ohkoshi, et al., Nature Chemistry, 12, 338 (2020)[2] K. Nakabayashi, S. Ohkoshi, et al., Cryst. Growth Des. 17, 9, 4511 (2017).

P3-12

Tunable terahertz wave absorption property of charge-transfer phase transitionmaterials including heavy alkali cations
Ohkoshi Laboratory, Department of Chemistry, School of Science〇Yuuki Mineo, Koji Nakabayashi, Kenta Imoto, Kosuke Nakagawa, Shin-ichi Ohkoshi
Terahertz wave is applied in various fields, such as medical, security, or semiconductor industry [1]. Recently, our laboratory
reported that CsxMn[Fe(CN)6]y・zH2O shows the THz wave absorption at 1.4 THz, which is contributed by phonon modes ofa heavy Cs+ ion confined in a three-dimensional cubic framework [2]. Such phonon modes can be modulated by a substitutionof a heavy alkali cation or structural changes of framework, resulting in changes of THz wave absorption properties. Therefore
we studied the THz wave absorption properties of Rb0.97Mn[Fe(CN)6]0.99・0.5H2O (RbMnFe) and the compounds substituted
by Cs+ ions which show structural changes accompanied with a charge-transfer phase transition.
Terahertz time-domain spectroscopy revealed that RbMnFe at room
temperature showed the THz wave absorption at 1.15 THz, which is lower
frequency than that of CsxMn[Fe(CN)6]y・zH2O. The difference can be caused by
the smaller size of Rb+ ions. Rb+ ions confined in cubic lattice have larger spacefor oscillation than that of Cs+ ions, resulting in lower frequency. Moreover, thecompounds substituted by Cs+ ions also showed the THz wave absorption around
1 THz contributed by the phonon modes of Rb+ ions and Cs+ ions in the cubic
framework. There are differences in the absorption properties depending on thecontent rate of Cs+ ions. The charge-transfer phase transition of RbMnFe withcooling makes the THz wave absorption frequency higher due to the shrinkageof the lattice.
Fig.1. THz wave absorption spectra atroom temperature[1] M. Tonouchi, Nature Photonics 1, 97 (2007). [2] S.Ohkoshi, et.al., Scientific Reports 7, 8088 (2017).

P3-13超流動ヘリウム 3 角度分解型量子 Andreev 反射観測装置の開発
Development of Angle Resolved Quantum Andreev Reflection Detector in Superfluid Helium 3
東京大学低温科学研究センター・村川研究室
吉田研介，宮瀬知也，村川智
物性物理学の世界において，量子力学的な効果が支配する超低温領域の研究は重要なテーマの一つである.寒剤として利用されることの多いヘリウムは，超流動現象の発見を皮切りに，それ自体が長年低温物理学研究の舞台となっており，理論・実験の両面から精緻な研究が進められてきた.その中でも核スピン 1/2 を持つフェルミ粒子系である
超流動ヘリウム 3 はトポロジカル超流体であると言われており，トポロジカル超伝導体と合わせてトポロジカル物性
物理という新しい世界へと繋がっている.我々の研究では，特にバルクで等方的なエネルギーギャップを持つ B 相を研究対象とし，その表面状態(状態密度や分散関係)の解明を目的としている.
マヨラナ準粒子で記述されることが予測されている超流動ヘリウム 3 表面では，その分散関係が線形になるとされている.電子系においては，試料表面の分散関係を得る方法として角度分解光電子分光 (ARPES)が存在するが，同様の手法として，超流動ヘリウム 3 表面に励起したヘリウム 3 準粒子を様々な角度で入射させ，その反射過程を解析することにより超流動ヘリウム 3 の表面状態密度を調べるという方法が考えられる.この方法を用いて線形分散を直接観測することが本研究の具体的な目的である.我々は現在ビーム源が回転する角度分解型量子 Andreev 反射装置の開発を行なっており，本発表ではその概要を説明する．
⦁ T. Okuda, H. Ikegami, H. Akimoto, and H. Ishimoto, Phys. Rev. Lett. 80, 2857(1998).

P3-14

SiC 上エピタキシャルグラフェンへの Yb インターカレーションによる強磁性の発現
Emergence of ferromagnetism by Yb-intercalation in epitaxial graphene on SiC(0001)
理学系研究科・物理学専攻・長谷川修司研
鄭 帝洪, 秋山了太, 高城拓也, 遠山晴子, 保原 麗, 長谷川修司
近年、グラフェンへ原子をインターカレート（IC）することにより、超伝導などの物性変調が報告され俄に注目を集めている[1]。特に f 電子系などの重い元素を IC すると、スピン軌道相互作用の付加や強磁性の発現が期待される。実際、我々は常磁性元素 Yb のグ
ラフェンへの IC によって最高で TC=109 K の強磁性の誘起に成功した（図 1）[2]。強磁性
はグラフェンのπ軌道電子との間の交換相互作用によって担われていると推測されるが、未だ詳細は明らかではない。本研究の試料はグラフェン/SiC(0001)に Yb を室温で蒸着し、その後アニールするというサイクルを複数回繰り返し行い Yb の IC を行った。Yb はグ 図 1: Yb インターカレートグラ
フェンの異常ホール効果
ラフェンと SiC 基板の間に入り SiC を終端していることが予想される[3]。ホール測定によって図１に示すように、200 Oe ほどの保磁力を持つ異常ホール効果が観測された。続いて、上記サイクル数を変えた試料においては、TC とキャリア密度が変化し、興味深いことにキャリア密度が低いほど TC が高い傾向が現れた。
[1] H. Toyama et al., ACS Nano DOI: 10.1021/acsnano.1c11161 (2022).
[2] 鄭帝洪ら、日本物理学会秋季大会, 10pPSB-50(2019)[3] S.Watcharinyanon et al., Graphene 2, 66 (2013)

P3-15ストライプ型銅酸化物高温超伝導体 La1.6-xNd0.4SrxCuO4 の光誘起超伝導の可能性
Possible Light-induced Superconductivity of Stripe-ordered Superconductor
La1.6-xNd0.4SrxCuO4
A 理学系研究科・物理学専攻・島野研究室, B 低温科学研究センター・研究開発部門,
C 産総研・電子光技術研究部門
AShimanoGroup, Department of Physics, BCryogenic Research Center, CAIST
西田 森彦 A, 勝見 恒太 A,B, Dongjoon SongC, 永崎 洋 C, 島野 亮 A,BMorihiko NishidaA, Kota KatsumiA,B, Dongjoon SongC, Hiroshi EisakiC, Ryo ShimanoA,B
銅酸化物超伝導体は超伝導相の他に電荷・スピンの秩序相をもち、これらの秩序と超伝導との競合・共存関係を理解することが高温超伝導の原理究明のための重要な課題となっている。特に電荷・スピンが縞状に整列したストライプ
秩序は超伝導と競合することが知られており、これを光励起によって破壊することで抑制されていた超伝導が瞬間的に回復するという光誘起超伝導の報告は大きな注目を集めた[1,2]。しかしストライプの破壊から超伝導を示すまでの機構の解明には至っておらず、さらなる検証が待たれている。本研究ではストライプ秩序を示す銅酸化物超伝導体の一種である La1.6-xNd0.4SrxCuO4 を対象に、ストライプ秩序を波長 800 nm の近赤外光で破壊した際の過渡反射率を測定した。
発表ではその詳細を報告し、光誘起状態で現れる反射スペクトルの起源について議論する。
[1] D. Fausti et al., Science 331, 189-191 (2011)[2] D. Nicoletti et al., Phys. Rev. B 90, 100503(R) (2014)

P4-01

Spin-split Fermi surface of InAs/(Ga,Fe)Sb nonmagnetic/ferromagnetic bilayer
semiconductor heterostructures
1 EEIS, The Univ. of Tokyo, 2 IEI, The Univ. of Tokyo
3 PRESTO, JST, 4 CSRN, The Univ. of Tokyo
Harunori Shiratani1, Kosuke Takiguchi1, Le Duc Anh1,2,3 and Masaaki Tanaka1,4
The magnetic proximity effect (MPE) in non-magnetic (NM)/ferromagnetic (FM) bilayers can introduce ferromagnetism
into a high-mobility non-magnetic channel [1]. In metallic bilayer systems, MPE is usually limited within a few atomic layers
from the NM/FM interface. On the other hand, in a semiconductor-based InAs quantum well (QW)/ FM semiconductor(Ga,Fe)Sb bilayer [2], high coherency of electron carriers enhances the magnetic coupling range (~ 100 nm) at the interface
due to its small carrier concentration[3]. Also, the MPE can be modulated by a gate voltage to vary the penetration of theelectron wavefunction in the InAs QW into the insulating (Ga,Fe)Sb FM layer .
In this work, we report the first observation of the spin-split Fermi surface in InAs/(Ga,Fe)Sb bilayers via gate-controlled
Shubnikov-de Haas (SdH) oscillations. The Fourier transformed spectra of the SdH oscillations in the σxx – Vg relation show
a double-peak feature. Our analysis indicates that these two peaks correspond to the spin-split bands at the Fermi surface of
the InAs QW, which is induced by the MPE from (Ga,Fe)Sb and strongly depends on Vg. The spin splitting energy ΔMPE
reaches 6.3 meV, which is the largest value induced by MPE ever reported, and can be effectively controlled by Vg. Ourfindings will pave a new way for the development of spintronic devices utilizing MPE.

[1] I. Žutić, et al, Mater. Today 22, 85 (2018). [2] N. T. Tu et al., PRB 92, 144403 (2015). [3] K. Takiguchi, L. D.
Anh et al, Nat. Phys. 15, 1134 (2019).

P4-02

Influence of the multi-orbital hybridizations
on the spin-to-charge conversion at the LaAlO3 / SrTiO3 interface
工学系研究科 電気系工学専攻 田中大矢研究室

compared it with experimental results. We also calculated the Fermi-energy EF dependence
 (a)
Band structure





d
d


 1st d 2nd d subband
subband   
kx (π/a)  
Energy (eV)with a large Rashba spin-orbit interaction. In our previous study, we theoretically calculated
the temperature dependence of the λIEE in the 2DEG at the LAO/STO interface and.

for efficient spin-to-charge conversion due to the two-dimensional electron gas (2DEG).

The recently observed various phenomena of spin-to-charge-current conversion
have attracted much attention. The LaAlO3/SrTiO3 (LAO/STO) interface is very promising

jc2D/δs (eV/e2)

荒井勝真、金田真吾、Le Duc Anh、田中雅明、大矢忍

yz

zx

xy

xy

.

.

of jc2D/δs, where jc2D is a two-dimensional charge-current density and δs is spin
Energy EF (eV)accumulation, as shown in Fig. 1 [1]. However, the cause of peaks of jc2D/δs (large peaks Fig. 1. EF dependence of jc2D/δs
are seen at 90 meV, 130 meV, and 225 meV from the conduction band bottom) has not been and the band structure.
clarified yet.
In this study, the analysis shows that the peak was derived from jc2D. A detailed analysis of jc2D, divided into eachband component, revealed that the increase in Rashba splitting due to band hybridization is a major contributor to the increasein the value.
[1] S. Arai, S. Kaneta-Takada, L. D. Anh, M. Tanaka, and S. Ohya, Appl. Phys. Express 15, 013005 (2022).

P4-03

異常ホール反強磁性体 CoM3S6(M=Nb,Ta)の偏極中性子散乱実験による磁気構造解析
Magnetic structure analysis of anomalous Hall antiferromagnet CoM3S6(M=Nb,Ta)by polarized neutron scattering
東大工 A, 東大物性研 B, CROSSC, J-PARC,JAEAD,東大理 E, 東北大金研 F, 理 CEMSG, 東京カレッジ H
高木寛貴 A, 高木里奈 A, 齋藤開 B, Nguyen Duy KhanhG, 大石一城 C, 鬼柳亮嗣 D,
野本拓也 A, 見波将 E, 鈴木通人 F, 柳有起 F, 平山元昭 A,G, 軽部皓介 G, 橋爪大輔 G,
十倉好紀 A,G,H, 有田亮太郎 A, 中島多朗 B,G, 関真一郎 A
従来、マクロな磁化を有する物質(ex.強磁性体)においてのみ発現すると考えられていた異常ホール効果が、反強磁性体においても発現することが報告され、その応用性から注目を集めている。その中で、キラルな結晶構造を有する反強磁性体 CoNb3S6 が巨大な異常ホール効果を有することが報告されており[1]、さらに我々は Nb を Ta に置換した反強磁性体
CoTa3S6 も 巨 大 な 異 常 ホ ー ル 効 果 を 有 す る こ と を 発 見 し て い る [2] 。 し か し 、 こ れ ら の 異 常 ホ ー ル 反 強 磁 性 体
CoM3S6(M=Nb,Ta)の磁気構造の具体的な特定には至っておらず、議論が続いている[3]。
本研究では、偏極中性子散乱実験を行い、いずれの物質においても non-coplanar 磁気構造が実現していることを発見した。また、DFT 計算を用いてエネルギー的な安定性の検証も行った。
[1] N. J. Ghimire et al., Nature Comm. 9, 3280 (2018).
[2] 高木寛貴 他, 日本物理学会 2021 年年次大会 12aC1-2.
[3] S S P Parkin et al., J. Phys. C: Solid State Phys. 16 2765 (1983).

P4-04反強磁性体 CoNb3S6 における磁気光学効果
Magneto-optical effect on antiferromagnet CoNb3S6
物理工学専攻・高橋研究室
林悠大、岡村嘉大、関真一郎、有田亮太郎、カーン・ヌイエン、十倉好紀、高橋陽太郎
近年、物質の幾何学的性質により引き起こされる物性現象が大きな注目を集めている。強磁性金属で観測されることが知られてきた異常ホール効果もそのような現象の１つである。電子構造がトポロジカルに非自明な構造をとることで異常ホール効果は反強磁性体といったマクロな磁化がほとんどない系でも引き起こされることがわかってきた[1]。しかし反強磁性体の示す異常ホール効果では、どのような電子構造が異常ホール効果に寄与しているのか直接観測した研究はなかった。
本研究では、異常ホール効果を示す反強磁性体である CoNb3S6[2]を用いて遠赤外から可視領域にかけての磁気光学分光測定を行うことで異常ホール効果を引き起こす電子構造を明らかにすることを目指した。我々は、測定により磁化に比例

図 1 ホール伝導度スペクトル

しない、従来の磁気光学効果とは異なる振る舞いを示すスペクトルを観測したほか、ホール伝導度スペクトルが~40 meVという低エネルギーにおいて、異常ホール効果に大きな寄与をすると思われる共鳴構造を示すことを明らかにした。
[1] S. Nakatsuji et al., Nature 527, 212 (2015).
[2] N. J. Ghimire et al., Nat. Commun. 9, 3280 (2018).

P4-05

Quantum critical phase in a doped spin liquid candidate
東大物理工学専攻鹿野田研究室、東大低温センターA、埼玉大理学部 B
若松浩大、 鈴木悠司、 藤井武則 A、宮川和也、 谷口弘三 B、 鹿野田一司
伝導層と絶縁層の格子の周期が不整合である擬 2 次元三角格子有機伝導体 κ-(ET)4Hg2.89Br8 は、有機伝導体では例
外的なキャリアドープ系である[1]。スピン磁化率はスピン液体的である一方、金属的な電気抵抗を示し、ドープされたスピ
ン液体の候補物質となっている[2]。有機伝導体は格子が柔らかいため、加圧によって電子相関を比較的容易に変化させることが可能であり、この特徴を活かした研究が行われてきた。κ-(ET)4Hg2.89Br8 では、圧力印加によって、常伝導相/超伝導相で non-Fermi liquid - Fermi liquid および BEC - BCS クロスオーバーが起きることが指摘されている[3]。近年、フラストレーションの強い系では quantum critical point ではなく、quantum critical phase となることが示唆される結果が報告された[4]。κ-(ET)4Hg2.89Br8 は等方的な三角格子による強い幾何学的フラストレーションを有しており、NFL-FL クロスオー
バーと quantum critical phase の関連性について議論が期待されている。本研究では、κ-(ET)4Hg2.89Br8 で発現が期待される quantum critical phase に関連した振る舞いを捉えることを目的として、加圧による電子相関制御下で熱電効果を測定した。電子相関の大きな低圧領域では、ゼーベック係数を温度で割った S/T が低温で lnT に比例する臨界的な挙動を示すことが明らかとなった。また、圧力による-S/T の振る舞いの変化が超伝導の性質の変化とも関連していることを示唆する結果を得た。本講演では以上の結果の詳細を紹介する予定である。
[1] H. Oike et al., Phys. Rev. Lett. 114, 067002 (2015). [2] H. Oike, et al., Nat. Commun. 8, 756 (2017). [3] Y. Suzuki, et al.,Phys. Rev. X 12, 011016 (2022). [4] H. Zhao, et al., Nat. Phys. 15, 1261 (2019).

P4-06

ReRuO3(Re = La, Nd)の単結晶薄膜化と磁気輸送特性
Fabrication and magnetotransport properties of ReRuO3(Re = La, Nd) single
crystalline thin films
工学系研究科・物理工学専攻・川﨑研究室
張 灵飛、藤田 貴啓、川﨑 雅司
ペロブスカイト型ルテニウム酸化物 ARuO3 は典型的な遍歴強磁性体である SrRuO3 を中心に長年研究されており、その強磁性の起源を探索するために A サイト置換も盛んに研究されてきた[1]。これらの従来の研究は Ru が 4 価であるものが対象とされてきたが、A サイトに希土類元
素 Re を選択することで、3 価の Ru を含む Re3+Ru3+O3 が実現できる。ReRuO3 では、Re3+が磁気モーメントを持ち、Re の 4f 軌道と Ru の 4d 軌道の相互作用により、従来の ARuO3 では見られない新奇な磁気輸送特性の発現が期待できる。しかしながら ReRuO3 の先行研究は、LaRuO3が常圧、その他の組成が高圧でのバルク多結晶の合成報告があるが、その磁気輸送特性がまだ測定されていない[2]。本研究ではペロブスカイト酸化物基板のエピタキシャル応力を利用
し、SrTiO3(001)基板上に高品質な LaRuO3 と NdRuO3 単結晶薄膜の作製に初めて成功した（図1）。さらに磁気輸送特性を評価した結果、LaRuO3 は常磁性金属であり、NdRuO3 は低温におい

図 1 SrTiO3(001) 基板上に作製した LaRuO3
薄膜の STEM 像。

て磁化由来と思われる異常ホール効果を示すことが分かった。
[1] J.-G Cheng et al., PNAS 110, 33 (2013), [2] A. Sinclair et al., Angew. Chem. Int. Ed. 53, 8343(2014).

P4-07脂質がアデノシン A2A 受容体の活性を制御する機構の解明
Activation of adenosine A2A receptor by lipids revealed by NMR
薬学系研究科・薬科学専攻・生命物理化学教室
上田卓見、水村拓也、近藤啓太、栗田政稔、幸福裕、夏目芽衣、今井俊輔、白石勇太郎、嶋田一夫
現在市販されている医薬品の 30%以上は G 蛋白質共役型受容体 (G protein-coupled receptor, GPCR)を標的とする。細胞内では、GPCR は脂質二重膜中で機能するため、脂質が GPCR の活性や構造に与える影響は、GPCR の生理機能の解明および創薬の上で重要である。本研究では、代表的な GPCR であるアデノシ
ン A2A 受容体には、シグナルを流さない不活性型構造と、異なる程度でシグナルを流す複数の活性型構造の多型があることを明らかにした [1]。そして、薬物は不活性型構造と活性型構造の存在比を変えることで、また脂質は複数の活性型構造の存在比を変化させることで、シグナル伝達
活性を制御することも明らかにした。本研究により、生理的リガンドや従来の薬物が結合した GPCR に作用できる、新規の作用点および薬理作用を持つ薬物を設計する道が開け、医薬品の開発が加速することが期待される。
[1] T. Mizumura et al., Sci. Adv. 6, eaay8544 (2020).

P4-08Construction of Redox-active Tetrahedral Chiral-at-Metal Complexes with Only
Achiral Ligands
Graduate School of Science, Department of Chemistry
Yuanfei LIU, Hitoshi Ube, Mitsuhiko SHIONOYA
Chiral metal complexes usually consist of achiral ligand that coordinates with the central metal.
On the other hand, “Chiral-at-Metal Complexes”, inwhich the chirality is derived only from the central
metal, have recently attracted attention [1].
Changing the origin of chirality eliminates the needfor chiral ligands, improves the efficiency of chiral Fig1. Construction of redox-active tetrahedral chiral-at-metal complexes.
transfer, and reduces the effort and cost of synthesis. However, unlike the stereochemically stable carbon-centered chirality,
the substitutionally active metal-center lacks configurational stability and is prone to fast racemization. There is only one
example of a particularly stable tetrahedral "Chiral-at-Metal Complex" in our group [2].
Our group has previously reported a stereochemically stable tetrahedral chiral-at-zinc complex with high catalytic function[2]. In this study, redox-active central metals were used. We have succeeded in complexing with achiral ligands withoutchanging the valence of the central metals, and are currently analyzing the results. There has also been progress in theseparation of optically pure complexes using chiral auxiliaries and by spontaneous resolution.
[1] L. Zhang, E. Meggers, Acc. Chem. Res. 2017, 50, 320–330. [2] K. Endo, Y. Liu, H. Ube, K. Nagata, M. Shionoya, Nat.
Commun. 2020, 11, 6263.

P4-09Non-linear optical properties of photoswitchable polar Ln-[Fe(CN)5NO] crystals
Graduate School of Science, The University of Tokyo
Taiki Sakaguchi, Kenta Imoto, Koji Nakabayashi, Shin-ichi Ohkoship(a)properties, draw attention for the application of optical devices [1].
Recently, our laboratory has reported photoswitchable SHG property of

Fe-N-O[Dy(phen)2(NO3)(H2O)][Fe(CN)5(NO)]·3H2O (DyFe) [2]. In thisLnstudy, we report SHG properties ofa[Ln(phen)2(NO3)(H2O)][Fe(CN)5NO]·nH2O (LnFe) (Ln = Tb, Gd, Ho).

b(b)
Intensity of SH signals (CPS)

Second harmonic generation (SHG), one of the non-linear optical

14
12

10

473 nm laser

8
6
4
2

0
c

200

250

300

Polarization angle of incident light (degree)

Figure (a) Crystal structure of LnFe viewed from
The results of single crystal X-ray diffractions indicate that these b-axis. (b) The polarization angle dependence of SH
signals of LnFe (Ln = Ho) at 100 K. The red andcomplexes have one dimensional structures in Pna21 space group which
blue plot indicate the measurement before and after
are isostructural to DyFe. SH signals of powder samples are irradiation of 473 nm light, respectively.
monochromatic and proportional to the squared incident laser power. In the measurement of crystal SHG, the polarization
angles of SH signals correspond with the space group of the complexes. At 100 K, the intensities of SH signals increased byirradiating 473 nm light and returned to the initial intensities by irradiation of 804 nm light.
[1] S. Ohkoshi, S. Takano, K. Imoto, M. Yoshikiyo, A. Namai, H. Tokoro, Nature Photonics 8, 65 (2014).
[2] M. Komine, K. Imoto, A. Namai, M. Yoshikiyo, S. Ohkoshi, Inorg. Chem. 60, 2097 (2021).

P4-10

Thermal phase transition near room temperature in cyanide-bridged Co-W assembly
Ohkoshi Chemistry Laboratory, Department of Chemistry, Graduate School of Science
Kazuki Nakamura, Koji Nakabayashi, Kenta Imoto, Shin-ichi Ohkoshi
Phase transitions in solids have been studied extensively, such as metal-semiconductor, ferroelectric, and ferromagnetictransition. Cyanido-bridged metal assemblies exhibit various types of phase transition, spin crossover, ferromagnetic, andcharge transfer transition.[1] Especially, cyanido-bridged Co-W assemblies exhibit not only photo-induced magnetization, but
4also thermal phase transition between CoII-WV and CoIII-WIV electronic states. Herein,
Co -W
we present a Co-W assembly showing thermal phase transition near room temperature,
phase
+
+
3
Cs 0.1(H5O2 )0.9[Co(4-bromopyridine)2.3{W(CN)8}] (CsCoW), which is a partial Cssubstituted compound of (H5O2+)[Co(4-bromopyridine)2{W(CN)8}] with a stable
53 K
2
276 K
CoIII-WIV phase over room temperature.[2]329 KThe crystal structure of CsCoW has two-dimensional cyanido-bridged Co-W
1 Co -Wlayers with oxonium cations and Cs+ ions between the layers. Figure1 shows thephaseproduct of the molar magnetic susceptibility (χM) and temperature (T) vs T plot of0
CsCoW, the phase transition temperatures are 276 K on cooling, and 329 K on heating,
240
280
320
360
Temperature / K
and the thermal hysteresis loop indicates bistable phases at room temperature. The
Fig.1. χMT vs T plot of CsCoW
variable-temperature UV-vis and IR spectroscopies revealed the electronic states of the
II
V
III
IV
Co -W and Co -W phases.
3χMT / cm K mol-1II[1] S. Ohkoshi, et al., Nature Photonics, 8, 65 (2014).
[2] Y. Miyamoto, S. Ohkoshi, et al., Dalton. Trans., 45, 19289 (2016).

III

IV

V

P4-112 層 HD プレコートグラファイト上ヘリウム 3 のパルス NMR 測定に向けた装置開発
Equipment Development for Pulsed NMR Measurement of Quantum Phases in Helium
3 on Graphite Covered with Bilayer HD
理学系研究科物理学専攻村川研究室，低温科学研究センター
宮瀬知也，吉田研介，村川智
極低温におけるグラファイト上のヘリウム３は理想的な２次元系とみなせる吸着層を形成する．このような吸着層については，吸着量をパラメーターとして構造的および磁気的に豊富かつユニークな量子相を示すことが明らかになってきた．
最近では，HD を２層プレコートしたグラファイト上のヘリウム３吸着層における詳細な磁気比熱測定が行われ，下地のポテ
ンシャル周期に整合する固相（C3 相）および並進秩序が失われている一方で結合配向秩序が準長距離的に保たれているようなヘキサティック構造を有する量子液晶相（C2-like 相）の存在が示唆された[1]．これらの磁性については，頻繁なリング交換および幾何学的配置によって強い磁気フラストレーションが発生していると考えられている．実際，C3 相における磁気比熱については，温度の 2/3 乗に比例する特異なふるまいを約 100 µK まで示している[1]．また，C3 相と C2-like
相の共存領域における磁化率については，温度の-1/3 乗に比例する特異なふるまいを約 10 µK まで示している[2]．これ
らの結果は，C3 相および C2-like 相の基底状態が量子スピン液体であることを示唆している．本発表では，C3 相およびC2-like 相に対する横緩和時間測定の意義およびその測定に向けたパルス NMR 測定装置開発について述べる．
[1] M. Kamada, Ph.D. Thesis, The Univ. of Tokyo (2018).
[2] H. Ikegami et al, Phys. Rev. Lett. 85, 5146 (2000).

P4-12

カイラル反強磁性体 Mn3Sn の磁気抵抗効果に対する Mn 置換効果

The effect of Mn doping on the in-plane magneto-transport properties in the chiralantiferromagnet Mn3Sn
理学系研究科物理学専攻・中辻酒井研究室
黒沢駿一郎・冨田崇弘・Muhammad Ikhlas・Mingxuan Fu・酒井明人・中辻知
カイラル反強磁性体 Mn3Sn はワイル磁性体として初めて実験的に発見された物質である。反強磁性体にも関わらず、
フェルミ面付近に存在するワイル点に起因して強磁性体に匹敵するほどの異常ホール効果を示し[1]、基礎応用両面から注目を集めている。一方でワイル半金属の示す他の重要な性質の一つにカイラル異常がある。カイラル異常とは電場と磁場が平行に印加されるとカイラリティの異なるワイルペアの間で電荷ポンピングが生じる現象であり、負の縦磁気抵抗効果
および Planar Hall 効果(PHE)として観測される。Mn3Sn でも負の縦磁気抵抗効果[2]や PHE[3]が観測されたが、これらには磁性に由来する機構も存在するためより詳細な議論が必要である。
そこで本研究では Mn3Sn における面内での磁気抵抗効果および PHE を、温度や Mn 置換量などの条件を変えて測定した。発表では得られた測定結果に基づいて面内磁気輸送特性に対するカイラル異常や磁性効果の影響を議論する。
[1] Nakatsuji, S., Kiyohara, N. & Higo, T. Nature 527, 212–215 (2015).
[2] K. Kuroda, T. Tomita et al., Nat. Mater. 16, 1090 (2017).
[3] Chen, T., Tomita, T., Minami, S. et al., Nat Commun 12, 572 (2021).

P4-13Si 基板上巨大ラシュバ表面超構造における円偏光ヘリシティ依存光電流
Helicity-of-the-circular-polarized-light dependent photocurrent in surface
superstructures on Si(111) with huge Rashba-splittings
理学系研究科 物理学専攻
谷内息吹、秋山了太、保原麗、長谷川修司
円偏光を用いると物質中の電子をスピン選択的に励起できるため、スピン注入法としてスピントロニクス応用に大きな期待が寄せられている[1]。中でも、スピン軌道相互作用が強くスピン縮退が解け、スピン－運動量ロッキングが起きた系に
円偏光を斜め照射すると、円偏光の右/左回りに応じて電流の向きが反転する円偏光フォトガルバニック効果（CPGE）が生じることがトポロジカル絶縁体[2]やラシュバ物質系[3]で報告されている。本研究では巨大ラシュバ効果をもつ単原子層表面超構造物質(Tl,Pb)/Si(111) において初めてCPGE を観測したので報告する。本系は Pb の蒸着量でラシュバ分裂の大きさが変化
し、√3 × √3表面構造では∆𝐸 = 250 meV にも及ぶラシュバ効果が報告されている[4]。我々は超高真空チャンバー内で表面構造を変化させ in situ 光学電気測定を行った結果、√3 × √3の表面周期を示すときに最大の CPGE が観測された。講演では

図１ Si(111)-√3 × √3-(Tl,Pb) におけるバンド構造と関連付け、原子層上での光と電子の相互作用についても議論していく。

光電流の偏光(λ/4 板回転角)依存性。

[1] D. Fan et al., Phys. Rev. R 2, 023055 (2020)[3] H. Hirose et al., Appl. Phys. Lett. 113, 222404 (2018).
[2] K. N. Okada et al., Phys. Rev. B 93, 081403(R) (2016). [4] A. V. Matetskiy et al. Phys. Rev. Lett. 115, 147003 (2015).

P4-14

円偏光励起した Dirac 電子系ビスマスにおけるテラヘルツ異常 Hall 効果
Terahertz anomalous Hall effect in the Dirac electron system Bismuth under circularly
polarized light
理学系研究科物理学専攻 A, 物性研 B, 低温科学研究センターC
平井誉主在 A, 吉川尚孝 A, 河口真志 A, 林将光 A, 奥村駿 B, 岡隆史 B, 島野亮 A,C
ビスマスのフェルミ面近傍の電子は Dirac 方程式から導かれる特殊な分散関係に従うことが知られており、そのためDirac 電子と呼ばれている。このような Dirac 電子をもつ物質を円偏光によって周期的に駆動した状態を Floquet 理論に基づいて解析すると、光によって変調されたバンド分散が実現し、それに付随して有限の Berry 曲率を持つようになることが知られている[1]。光によって高速かつ自在に物質の性質を変調・制御できる可能性から Dirac 電子系での Floquet 状
態は盛んに研究されてきている[2]。
そこで我々はビスマスを中赤外の円偏光パルスで励起し、発現する有限の Berry 曲率をテラヘルツ帯の異常 Hall 効
果を通して観測することを目指した。その結果、励起パルスの包絡線に追随する即時的な異常 Hall 効果を観測することに成功した。講演では観測された異常 Hall 効果のデータを紹介し、それらと Floquet 理論とのつながりについて議論する。
[1] Takashi Oka and Hideo Aoki, Phys. Rev. B 79, 081406(R) (2009)[2] J. W. McIver et al., Nat. Phys. 16, 38 – 41 (2020)