2026年3月11日、大学院工学研究院基礎科学研究系 渡辺 真仁 教授が第1著者の『Non-Collinear and Non-Coplanar Magnetic Orders in 1/1 Periodic Approximant to the Icosahedral Quasicrystal』と題した論文が、日本物理学会の学術雑誌「Journal of Physical Society of Japan」のJPSJ Papers of Editor’s Choiceとして選出され、オンラインで公開されました。さらに同論文は、日本物理学会刊行の英文誌JPSJ、PTEP、JPS Conf. Proc.の中から注目論文としてJPS Hot Topicsにも選ばれました。

通常の物質は原子が周期的に配列した周期結晶からなりますが、非周期的かつ規則的な原子配列をした物質が存在し、その固体を準結晶とよびます。準結晶と共通の局所原子配置をもち、かつ周期性をもつ固体を近似結晶とよびます。近似結晶は準結晶と既知の周期結晶をつなぐユニークな固体であり、その物性の解明が望まれていました。

本論文は、希土類系1/1近似結晶Au-SM-R(SM=Al, Ga, Si; R=希土類元素)における有効磁気モデルを構築し、強磁性相互作用をする場合の基底状態の相図を数値的に厳密な計算により決定しました。これにより、これまでにTb, Dy, Ho系1/1近似結晶で観測された反強磁性秩序[図(a)]および強磁性秩序構造[図(g)]を説明するだけでなく、新たな非共線磁気構造を理論的に見出しました。

本研究で構築された有効磁気モデルに基づいて、準結晶の物性の解明に向けて、今後他の希土類系近似結晶の磁性をはじめとするさらなる物性研究の発展が期待されます。

◇掲載された論文はこちら(Journal of Physical Society of Japan)

1/1近似結晶Au-SM-Rにおける非共線反強磁性秩序[(a), (b)]と非共線強磁性秩序[(c)-(h)]

表彰状