<講義ノート>Multiferroics : 固体中の新奇電磁気学 (第59回物性若手夏の学校 : 講義)

Abstract

本講義の主題は、「Multiferroics (マルチフェロイクス : 多重強秩序)」と称される一連の物質群を舞台とした電磁気学である。そこでは、一様な静磁場による電気分極の出現、一様な静電場による磁化の出現、互いに逆向きに伝搬する一対の光線に対する光学定数の差異などに代表される興味深い現象が生じることが分かってきた。これらの現象は、従来のマクスウェル方程式からは予想することはできず、電子が電荷に加えて磁気モーメントを併せ持つということに根源を持つ。通常の物質ではこの効果は表面化しないが、ある条件を満たした物質ではそれが巨視的な応答に顔を出す。また、これらの新奇な現象を実験的に検出する技術や、その舞台となる物質の原子配列や磁気秩序の測定技術は、年々、進化している。そこで、今回の夏の学校では、3日間にわたって、次のように講義を行う予定である。7月30日 : 電気磁気効果が出現するための条件を、対称性の破れ、および、熱統計力学の観点から考える。電気磁気効果の測定法についても講義する。7月31日 : 非線形の電気磁気効果について、相転移論の観点から考える。量子ビームを用いたMultiferroicsの実験法についても講義する。8月1日 : 電気磁気光学効果としての方向複屈折と方向二色性について、電磁気学と量子力学の観点から考える。電気磁気光学の測定法についても講義する。