H30年度 第5回 固体物理セミナーを開催します

固体物理セミナー
（平成３０年度　第５回）
（インタラクティブ物質科学カデットプログラム講演会）
日時：７月２５日（水）13:00-14:30
場所：基礎工学研究科　D404-408
講師：出口　和彦　講師
（名古屋大学大学院理学研究科）
題目：　「磁性と超伝導から見た準結晶・近似結晶の電子状態」

要旨：準結晶は、周期的ではない特殊な規則（準周期性）に従って原子が並んだ固体である。結晶と似た回折像が現れるが、その回転対称性は結晶では許されないものである。発見当初は第3の固体と呼ばれた準結晶も現在では広義の結晶と定義されている。結晶では様々な電子状態が解明されている。例えば、希土類元素・アクチナイド元素を含む結晶では、物質を様々な方法で f 電子の状態を制御することにより、長距離磁気秩序の近傍に量子臨界点を作り出し、重い電子液体や異方的超伝導など強相関電子物性に関係した多様な秩序状態を作り出すことができる。一方、準結晶についてみると、その特殊な原子配置の構造についての研究は大きく進展したが、準周期性に特有な電子状態に起因する物性（周期的長距離秩序や超伝導、電子間の斥力が重要になる強相関電子物性などに関するもの）は未解明の部分が多いと考えられている。
希土類元素を含むTsai型クラスターを持つ準結晶・近似結晶について量子臨界現象・磁性・超伝導の研究を行ってきた。Au-Al-Yb系の準結晶・近似結晶はYb3+（f 電子の全角運動量J = 7/2、有効磁気モーメントeff = 4.54B）とYb2+（J= 0、eff = 0）の中間価数のYbをもち、光電子分光の実験から価数揺動状態になっていることが示唆されている。特にAu-Al-Yb準結晶では、常圧・ゼロ磁場で磁化率、比熱のC/T、さらに核スピン格子緩和時間の(T1T)-1がT → 0 Kで発散する量子臨界現象が観測され、Ybの磁性・価数揺らぎに関係した非従来型の量子臨界現象および、それに起因する非フェルミ液体的挙動を示す[1]。一方、近似結晶では発散は示さず、近藤温度が数K程度の重い電子系のように見える。量子臨界現象の圧力依存性についての準結晶と近似結晶の対照実験から、準結晶の量子臨界現象は静水圧の印加に鈍感で測定圧力範囲内で量子臨界状態に留まる「硬さ」を示すのに対し、近似結晶は結晶における量子臨界点近傍の物質と同様に圧力に「敏感」な性質を示し、ある一定の圧力下のみで量子臨界現象が現れる[1,2]。この結果より、Au-Al-Yb準結晶の非従来型の量子臨界現象は準結晶特有の電子状態を反映している可能性が考えられている。
最近では、Ybの価数の状態が異なるTsai型クラスターを持つ近似結晶[3]や希土類がCeの近似結晶[4]についても価数・磁性に着目した研究を進めることにより準結晶・近似結晶における強相関電子系の磁性・量子臨界現象の実験が進展している。また、同様のクラスター構造をもつ物質探索を行いことにより２種類のAu-Ge-Yb近似結晶において超伝導が見つかった[5]。準結晶の超伝導については、Bergman型クラスターを持つAl-Zn-Mg準結晶において準結晶中の電子にも引力が働くことによりバルクの超伝導が発現することが明らかになった[6]。クーパー対の状態については明らかになっていないが、理論研究によれば、準結晶の超伝導は従来の超伝導とは異なるタイプの電子対を持っている可能性が期待されている[7]。
[1] K. Deguchi et al., Nature Materials 11, 1013 (2012).[2] S. Matsukawa
et al., J. Phys. Soc. Jpn. 85, 063706 (2016).[3] M. Hayashi et al., J.
Phys. Soc. Jpn. 86, 043702 (2017).[4] K. Imura et al., J. Phys. Soc. Jpn.
86, 093702 (2017).[5] K. Deguchi et al., J. Phys. Soc. Jpn. 84, 023705
(2015).[6] K. Kamiya et al., Nature Communications 9, 154 (2018).[7] S.
Sakai et al., Phys. Rev. B 95, 024509 (2017).
問合先：井澤公一（基礎工）

＊       固体物理セミナーは、物性・未来（物性系）Ｍ２必修科目「ゼミナール
Ⅲ」に該当します。

H30年度 第4回 固体物理セミナーを開催します

固体物理セミナー
（平成３０年度　第４回）
（インタラクティブ物質科学カデットプログラム講演会）

日時：７月１２日（木）14:40-16:10
場所：基礎工学研究科　講義棟　A403
講師：藤森　淳　教授
（東京大学大学院理学研究科）
題目：　「ARPESから見た高温超伝導体の擬ギャップの起源」

要旨：
銅酸化物高温超伝導体における擬ギャップの起源について、発見から約30年を経た今も激しい論争が続いている。本セミナーでは先ず、これまで提唱されてきた擬ギャップ形成機構を整理し、それぞれを最近の実験結果と比較検討したのちに、母体がモット絶縁体であることから擬ギャップが生じる新しい機構を紹介する[1]。この機構では、ホールドープ系超伝導体と電子ドープ系超伝導体の間に擬ギャップやバンド構造に関するいくつかの対応関係や差異が予測されるため、ARPESによるこれらの関係の検証を通じた擬ギャップ形成機構の検証について述べる[2]。

[1] S. Sakai et al., Phys. Rev. Lett. 111, 107001 (2013);
[2] M. Horio et al., arXiv:1801.04247.

問合先：関山　明（基礎工Ｄ棟410号室）
Tel: 06-6850-6420
E-mail: sekiyama@mp.es.osaka-u.ac.jp

＊       固体物理セミナーは、物性・未来（物性系）Ｍ２必修科目「ゼミナール
Ⅲ」に該当します。

フランス・ストラスブール大学との合同シンポジウムを開催します

6月14日・15日の2日間にわたり、フランス・ストラスブール大学よりゲストをお迎えし、
合同シンポジウムを開催いたします。

シンポジウムタイトル：
“Diverse Facets of Chemistry Ⅱ”

場所：大阪大学・豊中キャンパス・南部陽一郎ホール

参加予約不要、皆様のお越しをおまちしております。

本件問い合わせ先：インタラクティブ物質科学カデットプログラム事務局
06-6850-6403

H30年度 第3回 固体物理セミナーを開催します

固体物理セミナー
（平成３０年度　第３回）
（インタラクティブ物質科学カデットプログラム講演会）

日時：６月２０日（木）14:40-16:10
場所：基礎工学研究科　講義棟　A304
講師：岡本　佳比古　准教授
（名古屋大学大学院工学研究科）
題目：　「5d遷移金属化合物における物性・機能開拓」

要旨：
銅酸化物・鉄系の高温超伝導体や様々な酸化物磁性体に代表されるように、3d遷移金属化合物は多彩な電子物性・電子機能を示す物質群として知られ、これまでに膨大な研究が行われてきた。これらの物性・機能の発現にとって、3d電子に働く強い電子相関が重要な役割を担っていることが多い。一方、本セミナーで取り上げる5d遷移金属化合物は、3d遷移金属化合物と比べて研究の蓄積は少ないが、強いスピン軌道結合や強い結晶場といった3d電子系と異なる特徴をもつことに起因して、全く異なる興味深い電子物性が発現する系として近年注目を集めている。本セミナーでは、我々のグループが取り組んでいる5d遷移金属化合物の物質開拓に関する、最近の成果を中心に報告する。特に、①一次元テルル化物Ta4SiTe4に現れる高い熱電変換性能、②型パイロクロア酸化物CsW2O6における立方晶-立方晶構造相転移を伴う金属絶縁体転移、③空間反転対称性をもたないIr・Pt化合物における新超伝導体探索、の3つの話題を取り上げる予定である。

問合先：関山　明（基礎工）

＊ 固体物理セミナーは、物性・未来（物性系）Ｍ２必修科目「ゼミナール
Ⅲ」に該当します。

Ｈ30年度 第2回 固体物理セミナーを開催します

固体物理セミナー
（平成３０年度　第２回）
（インタラクティブ物質科学カデットプログラム講演会）　

日時：７月５日（木）14:40-16:10
場所：基礎工学研究科　講義棟　A403
講師：関　真一郎ユニットリーダー
（理化学研究所創発物性科学研究センター）
題目：　「磁気スキルミオンの生成と制御」

要旨：
近年、磁性体中において、磁気スキルミオンと呼ばれる粒子性を持った渦状スピン構造が安定化されることが発見され、大きな注目を集めている。スキルミオンの典型的な大きさは1〜100ナノメートル程度と非常に小さい。また、金属中のスキルミオンはスピン移行トルクやベリー位相を介して伝導電子と相互作用することが知られており、一般的な磁壁に比べて5桁以上小さな電流によって駆動できることが報告されている。こうした粒子としての安定性、ナノサイズの大きさ、電気的な手法による可制御性から、スキルミオンは次世代の超高密度・超低消費電力な磁気記憶素子のための新たな情報担体の候補として、近年盛んに研究されている。

　本講演では、特に(1)スキルミオンを安定化するための物質設計指針と、(2)様々な外場に対するスキルミオンの応答について紹介する。従来、スキルミオンの観測はキラルな結晶構造を伴った特殊な物質に限られていたが、最近ではより幅広い物質で普遍的に安定化されることがわかってきており、具体的な事例も交えながら一般的な物質設計指針について議論したい。また、最近では金属中の電流に加えて、ジュール発熱によるエネルギー散逸を伴わない、絶縁体中の電場やスピン流によってもスキルミオンを制御できることが提案・実証されつつあり、こうした最近の取り組みと、実際のメモリ素子への応用に向けた展望についても紹介したい。

問合先：鈴木　義茂（基礎工）

＊ 固体物理セミナーは、物性・未来（物性系）Ｍ２必修科目「ゼミナールⅢ」に該当します。

Ｈ30年度 第1回 固体物理セミナーを開催します

固体物理セミナー
（平成３０年度　第１回）
（インタラクティブ物質科学カデットプログラム講演会）　

日時：6月7日（木）13：00-14:30
場所：基礎工学部　A403
講師：村木　康二　グループリーダー
（NTT物性科学基礎研究所）
題目：　「半導体ヘテロ構造におけるトポロジカル相の研究」

要旨：
物質はその電気的な性質によって金属、絶縁体、とその中間的な性質をもつ半導体に分類されますが、ごく最近になって絶縁体の中には普通の絶縁体とは違う特殊な種類があることが明らかになりました。それらは「トポロジカル絶縁体」と呼ばれ、結晶の内部は絶縁体ですが、表面は金属のように電流を流し、しかもその表面の電子は不純物があっても散乱されない、スピンの向きによって電子の運動方向が決まっている、といった特殊な性質をもっています。さらに超伝導体にも普通の超伝導体とは異なる「トポロジカル超伝導体」が存在し、その表面に存在する準粒子がもつ特殊な性質を使うと、エラー発生率の非常に低い量子計算が実現できると期待されています。
　これら物質の新しい状態である「トポロジカル相」の研究が現在、世界中で精力的に行われています。本セミナーでは、トポロジカル相のもっとも基本的な形である２次元トポロジカル絶縁体について、基本的なことがらを説明し、講師自身が行っている半導体ヘテロ構造を用いた研究について紹介します。具体的には1)ヘテロ接合を作る結晶の格子定数の違いによって生じる結晶歪みを用いてトポロジカル相のバンド構造を制御できること、2)電界によってトポロジカル絶縁体と通常の絶縁体の間の相転移を制御できること、3)ヘテロ構造が反転対称性を破ることによって生じるバンドのスピン分裂をキャパシタンス測定によって観測できること、4)磁気抵抗振動にバルクのバンド構造のトポロジーを反映したBerry位相が現れること等についてお話しします。

問合先：藤本　聡(基礎工）

＊固体物理セミナーは、物性・未来（物性系）Ｍ２必修科目「ゼミナール
Ⅲ」に該当します。

Ｈ29年度 第7回 固体物理セミナーを開催します

平成29年度　第７回 固体物理セミナー

日時：１月２４日（水）14：40-16:10
場所：基礎工学研究科　シグマホール　１階セミナー室
講師：笹木敬司　教授
（北海道大学　電子科学研究所）
題目：「プラズモニックナノ渦場による物質マニピュレーション」

概要：
　近年、局在プラズモンが光をナノサイズの空間に絞り込む機能（光ナノアンテナ効果）を利用して光と物質の相互作用を増強する研究が活発に進められており、発光過程、ラマン散乱、光圧発生等の超高効率化の実現など新しい研究領域が拓かれつつある。しかし、光と分子のサイズをマッチングしても、分子の励起ダイナミクスを自在に制御することはできない。電気双極子遷移はナノサイズ光によって高効率に誘起できるが、四重極子遷移や高次多重極子遷移は光子と分子の「形状ミスマッチ」によって励起することはできない。そこで我々は、ナノスポットにおける光電場振幅・位相分布をナノスケールで制御する、すなわち、光子の形状をナノ空間でコントロールする「光ナノ成形」の研究を行っている。アイデアとしては、光渦ビームの運動量（波数）・スピン角運動量（円偏光）・軌道角運動量（螺旋波面）を局在プラズモンに転写し、光形状情報を保持しながら回折限界を超えてナノへのダウンサイジングを実現する。本講演では、光渦から金属ナノ構造への角運動量転写の解析、金属多量体ギャップ構造を用いたシングルナノメートル空間での光渦形成の解析、また、局在光渦場の光圧を利用して、ナノ空間における粒子の回転運動を誘起し制御する実験を中心に最近の研究の進展について紹介する。

問合先：石原　一（基礎工学研究科教授）

Ｈ29年度 第8回 固体物理セミナーを開催します

平成29年度　第８回固体物理セミナー

日時：１月１８日（木）10：30-12:00
場所：基礎工学研究科　講義棟 Ｂ１０３
講師：井澤　公一　教授
(東京工業大学　理学院　物理学系)
題目：「多極子が織りなす新奇な基底状態と相図」

概要： 強相関電子系，特に希土類化合物やアクチノイド化合物など物質群（f電子系）において見られる，重い電子，磁気秩序，非フェルミ液体(NFL)的挙動，非従来型超伝導などの興味深い現象の多くは，f電子のスピン自由度にその起源を持ち，伝導電子との混成（c-f混成）強度を横軸にとったドニアック相図と呼ばれる普遍的な相図に基づいた議論により統一的に理解されてきた．一方，電子には電荷，スピン以外に，軌道の自由度が存在する．この軌道（多極子）自由度が活性で本質的な場合には，どのような電子状態が実現し，どのように理解すれば良いか，ドニアック描像のような普遍的描像で理解可能か，など非常に興味深い非自明な問題が存在するが，これまでほとんど明らかにはされてはいなかった．
　最近，我々は，電気四極子の自由度が活性なPr化合物PrT2Zn20 (T=Ir, Rh)の極低温高磁場環境下における輸送係数の測定を系統的に行い，磁場・温度相図を明らかにした[1] ．本セミナーでは，その結果に基づき，多極子自由度が活性な系特有の特異な電子状態を紹介したのち，それらをどのように理解できるか議論する．
　[1] T. Yoshida, et al., J. Phys. Soc. Jpn., 86, 044711 (2017).

問合先：関山　明（基礎工学研究科教授）

※第８回は都合により第７回より先の開催となります。

インターンシップ報告会（海外）を開催します

Ｈ２９年度第１回カデットプログラム インターンシップ報告会（海外）を開催します。
インターンシップやカデットプログラムに興味のある方はお気軽にご参加ください。
なお、事前申込は不要です.

日時：　H29年12月20日（水）9：30～14：30
場所：　豊中キャンパス　文理融合棟７階　講義室３

Ｈ29年度 第5回 固体物理セミナーを開催します

平成29年度 第５回 固体物理セミナー

日時：１２月１９日（火）16：20-17:50
場所：基礎工学研究科　講義棟　Ａ３０４
講師：工藤　哲弘　助理研究員
(National Chiao Tung University, Taiwan）
題目：「レーザー捕捉下における多粒子系内で生じる集団挙動」

概要：レーザー集光下において粒子は光力を受け、光照射内に捕捉され、その中で集合体が形成される。近年我々は、その多粒子から構成された集合体が光照射範囲内から外へ動的に発展する現象を見出してきた。光が集合体の中から外に向かって伝搬及び散乱し、その光がさらに集合体を発展させる。つまり、光と多数の粒子から成る集合体が動的及び相互に発展した新しい秩序構造がレーザートラッピング下で得られていると考えられる。さらにこの集合体は光の偏光に応じた構造を形成する。本講演では、以下の二つの結果について発表する。
(i) 光伝搬によるコロイド粒子集合体の動的発展： レーザートラッピングにより界面で形成されたポリスチレン粒子の集合体の中心から外へ光が伝搬するときに、粒子が並んで出来た角が突き出た集合体が形成される。
(ii) 光散乱による金ナノ粒子集合体の動的発展： 同様に金ナノ粒子を界面でレーザートラッピングすると、双極子モーメントの放射パターン状に広がった集合体が動的に形成される。

問合先：石原　一（基礎工学研究科教授）

カデットプログラム履修生募集説明会を開催します

カデットプログラムではＨ30年度第６期生を募集するにあたり説明会を開催します。
説明会ではプログラムの概要説明や皆さまからの質問にお答えする機会を設けています。
来年から大学院へご進学の皆さまは、この機会にぜひお越しください。

日時：１２月１３日（水）
13：00～14：00 （吹田）工学研究科・Ｃ１－１１１講義室
※Ｃ－３１２から教室変更となりました

15：00～16：00 （豊中）文理融合棟７階・共通講義室３

Sir Martin Wood Prize Lecture in Osaka University のご案内

【日時】 2017年12月7日（木）
【会場】 大阪大学豊中キャンパス 基礎工学部 国際棟シグマホール

【プログラム】

13:30 - 13:35　 開会挨拶
清水克哉氏　（大阪大学基礎工学研究科附属極限科学センター 教授）

13:35 – 13:45 サー・マーティン・ウッド賞と本日の講演者のご紹介
遠藤康夫氏　（ミレニアム・サイエンス・フォーラム運営委員/
東北大学 名誉教授）

13:45 - 14:25 第19回（2017年）サー・マーティン・ウッド賞受賞　山本倫久氏
東京大学工学系研究科附属量子相エレクトロニクス研究センター 特任准教授
「電子波の位相の検出と制御」

14:25 – 15:05 第5回（2003年）サー・マーティン・ウッド賞受賞　藤澤利正氏
東京工業大学理学院 教授
「低次元半導体構造中の電子ダイナミクス」

15:05 – 15:10 閉会挨拶
清水克哉氏 （大阪大学基礎工学研究科附属極限科学センター 教授）
15:10 – 16:00 交流会

本講演会に関するお問合せは、ミレニアムサイエンス・フォーラム事務局までご連絡ください。
http://www.msforum.jp/inquary/

研究室ローテーション発表会開催のご案内

平成29年度研究室ローテーション発表会を11月24日（金）13時より開催します。
皆様ご参加ください。

Ｈ29年度 第4回 固体物理セミナーを開催します

平成29年度 第４回 固体物理セミナー

日時：１１月１６日（木）14：40-16:10
場所：基礎工学研究科　講義棟　Ａ４０３
講師：冨嶋　茂樹
(Intel Corporation, Intel Labs）
題目：「エレクトロニクス分野におけるメモリ・デバイスの物理と種類」

概要：
昨今のエレクトロニクスの発展には、ＣＰＵの進歩と同時にメモリデバイスの進化が必須です。
何故ならば、ＣＰＵが演算処理をするのに、演算する前の、または、した後のデータを記憶しておく場所が必要だからです。
主に、プロセス技術の微細化、トランジスタの特性向上によって、性能アップしてきたＣＰＵと比べると、メモリ・デバイスは、データの記憶メカニズム、材料からして、色々な種類と住み分けがあります。
このセミナーでは、エレクトロニクス分野のメモリ階層構造の紹介から、各階層に位置しているメモリ・デバイスの紹介、そして、最近提案されているの新規メモリ・デバイスと、
半導体業界での最新メモリ情報をご紹介します。

問合先：鈴木　義茂（基礎工学研究科教授）

リーディングプログラム合同説明会（吹田）のご案内

大阪大学の大学院「博士課程教育リーディングプログラム」より
３つのプログラムの合同説明会を開催します。
来年から大学院へ進学・進級される皆さまのご参加をお待ちしております。

日時：10月25日（水）　17：00 ～ 18：40
会場：吹田キャンパス　銀杏会館・三和ホール

※豊中キャンパスは10月13日の開催になります。

リーディングプログラム合同説明会（豊中）のご案内

大阪大学の大学院「博士課程教育リーディングプログラム」より
３つのプログラムの合同説明会を開催します。
来年から大学院へ進学・進級される皆さまのご参加をお待ちしております。

日時：10月13日（金）　17：00 ～ 18：40
会場：豊中キャンパス　基礎工学国際棟・Σホール

※吹田キャンパスは10月25日の開催になります。

平成29年度 秋冬学期 独自開講科目の受講者を募集しています

セミナー開催のご案内

下記の日程でマルチフェロイックなCuOの高圧物性に関する理論研究のセミナーを開催します。
興味のある方は是非ご聴講ください。

日時：7月21日(金)　16:20~
場所：基礎工G棟2Fセミナー室(G215-221)
講師：Prof. Xavier Rocquefelte (Université de Rennes 1)
題目：Magnetism and multiferroism in cupric oxide under very high pressure
概要：こちら

第３回 プレミアムドクターフライデーのご案内

４月から始まったプレミアムドクターフライデー（PDF）の第３回が吹田キャンパスで
開催されます。

今回はカデット２期生・基礎工学研究科の山神さんが発表を行います。
テーマは「遷移金属錯体の放射光軟X線吸収分光」です。

日時：6/30(金) 18:00~
場所：吹田キャンパス　センテラス・サロン（センテラス3階）

AHMF & Cadet Program Joint Seminarのご案内

下記の通り先端強磁場科学研究センターとの共催セミナーを開催いたします。

AHMF & Cadet Program Joint Seminar
先端強磁場科学研究センター＆カデットプログラム共催セミナー

講師 (Speaker): Dr. Karlo Penc
(Institute for Solid State Physics and Optics, Wigner Research Centre for Physics, Hungarian Academy of Sciences, Budapest, Hungary)

日時 (Date & Time): 16:30-18:00, June 20, 2017

場所 (Venue): H601 Meeting room (H棟601,セミナー室B)

タイトル(Title) : Spin nematic phases : theory and materials

要旨 (Abstract): I will explore the possibility for spin systems to develop a type of order that breaks the O(3) spin symmetry but does not have a magnetic moment. Such ordering is usually referred to as multipolar or nematic, with quadrupolar being the simplest example. These phases have been found in S=1 Heisenberg models extended with biquadratic exchange, in certain S=1/2 Heisenberg models with both ferromagnetic and antiferromagnetic exchange couplings, and in models with cyclic ring-exchange terms. I will present methods which can be used to understand and characterize quadrupolar and nematic phases. While quadrupolar/nematic ordering is well documented in model systems, it has not yet been identified unambiguously in real materials, although there exist some promising candidates. I will also touch on the magneto-electric coupling, which may allow to observe spin-nematic waves by electromagnetic radiation.

問い合わせ先：先端強磁場科学研究センター　萩原政幸
Masayuki Hagiwara (Center for Advanced High Magnetic Field Science)