ベクトルパルスマグネットを開発~物質の異方的磁気応答を可視化する新ツール~

2025-09-24 電気通信大学

電気通信大学の池田暁彦准教授らは、物質の磁場応答を新たな角度から解析できる「ベクトルパルスマグネット」を開発した。従来は大型装置や試料回転でしか実現できなかった磁場方向制御を、直交する2台のパルスマグネットを組み合わせることで実現し、わずか1/1000秒で6テスラの磁場を90度回転させることに成功。これにより物質全体の磁気応答を短時間で網羅的に取得し、3次元的に可視化できるようになった。実験ではグラファイトの電子状態に2次元性が明瞭に現れることを確認。新手法は、トポロジカル物質や交代磁性体の異方的応答解明に役立ち、磁場方向に依存する新材料探索やセンサ・メモリ開発に貢献すると期待される。成果はApplied Physics Letters誌に掲載。

ベクトルパルスマグネットを開発~物質の異方的磁気応答を可視化する新ツール~

図1:製作したベクトルパルスマグネット(左)、回転磁場発生(中央)、磁場を高速回転させるイメージ図(右)

<関連情報>

ベクトルパルスマグネット
Vector pulse magnet

Kosuke Noda;Kenta Seki;Dilip Bhoi;Kazuyuki Matsubayashi;Kazuto Akiba;Akihiko Ikeda
Applied Physics Letters  Published:September 23 2025
DOI:https://doi.org/10.1063/5.0284842

The underlying symmetry of the crystal, electronic structure, and magnetic structure manifests itself in the anisotropy of materials’ properties, which is a central topic of the present condensed matter research. However, it demands such a considerable effort to fill the explorable space that only a small part has been conquered. We report a vector pulse magnet (VPM) as an alternative experimental technique to control the direction of applied magnetic fields, which may complement the conventional methods with its characteristic features. The VPM combines a conventional pulse magnet and a vector magnet. The VPM can create vector-pulsed magnetic fields and swiftly rotating-pulsed magnetic fields. As a demonstration, the three-dimensional magnetoresistance measurement of a highly oriented pyrolytic graphite is carried out using the AC four-probe method at 4.5 K and 6 T. The two-dimensional electronic structure of graphite is visualized in the three-dimensional magnetoresistance data. One can uncover the rotational and time-reversal symmetry of materials using a VPM and a variety of measurement techniques.

1700応用理学一般
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