植田 研究室

身の回りには，多くの種類の磁性体が存在し，様々な形で応用もされている． その代表的なものは，電気自動車などに使われるモーターや，ビッグデータの保存に用いられているハードディスクや，交流電流の変圧器などの部品である． これらの材料は無磁場で磁化をもつような強磁性体と呼ばれるものであり，それらの特性を向上させようと世界中で盛んに研究が行われている． 一方で，世の中の磁性体の多くは，磁気モーメントの向きが一つの方向のみでは無い反強磁性体と言われるものである．
磁性の発現には量子力学的な効果が重要であるが，強磁性体の量子力学的な状態は比較的単純であるものの，その起源には不明な点が多い． さらに反強磁性体ではその量子力学的な状態さえ，十分に記述出来ているとは言えないのが現状であり，それらの量子状態を解明するために，基礎研究がなされている． 本研究室では，新物質開拓と単結晶育成を積極的に活用することにより，磁性体の磁気状態およびその起源を明らかにして，磁性体の基礎学理の確立を目指している． このような研究においては，特定の構造をもつ磁性体が既存の物質として知られていない場合には，そのような物質を新たに作り出す必要があり，主にイオンの秩序化を利用して，新物質の開拓を行っている． また，磁性の詳細を明らかにするには単結晶の研究が必須であり，単結晶育成にも力を注いでいる．
磁性体の磁気状態には，様々な量子力学的な作用が働いている． まず，一つの磁性イオンについてでさえ，複数の電子配置が混成した状態を考える必要がある． さらに電気が流れる磁性体については，伝導電子による作用や伝導電子自体の磁性を考慮しなければならない． そして，磁性イオンの磁気モーメントの間の相互作用により巨視的な数の磁気モーメントが結合することによって，量子力学的な磁気状態が形成する． 本研究室では主に，上記の作用の内の伝導電子の影響を無視できる局在磁性体に着目して研究を行っている．