TOHOKU UNIVERSITY Researchers

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Atsushi Ono

Section

Graduate School of Science

Job title

Assistant Professor

Degree

Ph.D. (Tohoku University)

researchmap

https://researchmap.jp/atsushi.ono

e-Rad No.

40845848

ORCID

https://orcid.org/0000-0002-8813-4470

Research History 2

2019/04 - Present

Tohoku University　Graduate School of Science　Assistant Professor
2018/04 - 2019/03

JSPS　Research Fellow (DC2)

Education 2

Tohoku University　Graduate School of Science　Department of Physics

2014/04 - 2019/03
Tohoku University　Faculty of Science　Department of Physics

2010/04 - 2014/03

Committee Memberships 1

日本物理学会　領域5 領域運営委員

2023/10 - 2024/09

Professional Memberships 2

American Physical Society
The Physical Society of Japan

Research Areas 2

Natural sciences / Semiconductors, optical and atomic physics /
Natural sciences / Magnetism, superconductivity, and strongly correlated systems /

Awards 2

泉萩会奨励賞

2024/10　東北大学理学部物理系同窓会（泉萩会）
President's Award

2019/03　Tohoku University

Papers 21

Tangent equations of motion for nonlinear response functions Peer-reviewed

Atsushi Ono

Physical Review Research　8　033131-1-31　2026/08/03

DOI： 10.1103/hbjl-f5cw 　
Electron dynamics induced by quantum cat-state light Peer-reviewed

Shohei Imai, Atsushi Ono, Naoto Tsuji

Physical Review A　114　L011102-1-7　2026/07/17

DOI： 10.1103/7vll-vh3l 　
Temporal modulation of second harmonic generation in ferroelectrics by a pulsed electric field Peer-reviewed

Atsushi Ono

Physical Review B　112　115146-1-11　2025/09/25

DOI： 10.1103/xsrf-t1hj 　
Nonlocal correlations in quantum energy teleportation: Perspectives from their Majorana representations and information thermodynamics Peer-reviewed

Hiroaki Matsueda, Yusuke Masaki, Kanji Itoh, Atsushi Ono, Joji Nasu

Physical Review Research　7　033137-1-10　2025/08/08

DOI： 10.1103/1yr5-sn98 　
Extracting Nonlinear Dynamical Response Functions from Time Evolution Peer-reviewed

Atsushi Ono

Physical Review Letters　135　026401-1-11　2025/07/09

DOI： 10.1103/qsxr-c2pq 　
Real-time control of non-Abelian anyons in Kitaev spin liquid under energy dissipation Peer-reviewed

Chihiro Harada, Atsushi Ono, Joji Nasu

Physical Review B　110　214426-1-21　2024/12/18

DOI： 10.1103/PhysRevB.110.214426 　
Photocontrol of ferroelectricity in multiferroic BiFeO3 via structural modification coupled with photocarrier Peer-reviewed

Kou Takubo, Atsushi Ono, Shunsuke Ueno, Samiran Banu, Hongwu Yu, Kaito En-ya, Ryota Nishimori, Makoto Kuwahara, Toru Asaka, Kei Maeda, Daiki Ono, Keita Ozawa, Takuma Itoh, Kei Shigematsu, Masaki Azuma, Tadahiko Ishikawa, Yoichi Okimoto, Masaki Hada, Shin-ya Koshihara

Communications Materials　5　261-1-9　2024/12/04

DOI： 10.1038/s43246-024-00698-8 　
High harmonic generation from electrons moving in topological spin textures Peer-reviewed

Atsushi Ono, Shun Okumura, Shohei Imai, Yutaka Akagi

Physical Review B　110　(12)　125111-1-17　2024/09/06
Publisher: American Physical Society (APS)
DOI： 10.1103/physrevb.110.125111 　

ISSN： 2469-9950

eISSN： 2469-9969
Theory for Fourier-limited attosecond pulse generation in solids Peer-reviewed

Shohei Imai, Atsushi Ono

Physical Review B　109　L041303-1-8　2024/01/25

DOI： 10.1103/PhysRevB.109.L041303 　
Field-driven spatiotemporal manipulation of Majorana zero modes in a Kitaev spin liquid Peer-reviewed

Chihiro Harada, Atsushi Ono, Joji Nasu

Physical Review B　108　L241118-1-7　2023/12/20

DOI： 10.1103/PhysRevB.108.L241118 　
Photocontrol of spin scalar chirality in centrosymmetric itinerant magnets Peer-reviewed

Atsushi Ono, Yutaka Akagi

Physical Review B　108　L100407-1-7　2023/09/27

DOI： 10.1103/PhysRevB.108.L100407 　
Energy-band echoes: Time-reversed light emission from optically driven quasiparticle wave packets Peer-reviewed

Shohei Imai, Atsushi Ono, Sumio Ishihara

Physical Review Research　4　(4)　043155　2022/11/30
Publisher: American Physical Society (APS)
DOI： 10.1103/physrevresearch.4.043155 　

eISSN： 2643-1564
Ultrafast reorientation of the Néel vector in antiferromagnetic Dirac semimetals Peer-reviewed

Atsushi Ono, Sumio Ishihara

npj Computational Materials　7　(1)　171　2021/10
Publisher: Springer Science and Business Media {LLC}
DOI： 10.1038/s41524-021-00641-2 　

ISSN： 2057-3960
Electric-Field-Induced Antiferromagnetic Insulating State in a Metallic Ferromagnet Peer-reviewed

Atsushi Ono, Sumio Ishihara

Journal of the Physical Society of Japan　89　(9)　095001-095001　2020/09
Publisher: Physical Society of Japan
DOI： 10.7566/jpsj.89.095001 　

ISSN： 0031-9015
High Harmonic Generation in a Correlated Electron System Peer-reviewed

Shohei Imai, Atsushi Ono, Sumio Ishihara

Physical Review Letters　124　(15)　157404　2020/04
Publisher: American Physical Society ({APS})
DOI： 10.1103/physrevlett.124.157404 　

ISSN： 0031-9007
Nonequilibrium susceptibility in photoinduced Floquet states Peer-reviewed

Atsushi Ono, Sumio Ishihara

Physical Review B　100　(7)　075127　2019/08
Publisher: American Physical Society ({APS})
DOI： 10.1103/physrevb.100.075127 　

ISSN： 2469-9950
Photoinduced Topological Spin Texture in a Metallic Ferromagnet Peer-reviewed

Atsushi Ono, Sumio Ishihara

Journal of the Physical Society of Japan　88　(2)　023703　2019/02
Publisher: Physical Society of Japan
DOI： 10.7566/jpsj.88.023703 　

ISSN： 0031-9015
Photocontrol of magnetic structure in an itinerant magnet Peer-reviewed

Atsushi Ono, Sumio Ishihara

Physical Review B　98　(21)　214408　2018/12
Publisher: American Physical Society ({APS})
DOI： 10.1103/physrevb.98.214408 　

ISSN： 2469-9950
Double-Exchange Interaction in Optically Induced Nonequilibrium State: A Conversion from Ferromagnetic to Antiferromagnetic Structure Peer-reviewed

Atsushi Ono, Sumio Ishihara

Physical Review Letters　119　(20)　207202　2017/11
Publisher: American Physical Society ({APS})
DOI： 10.1103/physrevlett.119.207202 　

ISSN： 0031-9007
Optical suppression of electron motion in low-dimensional correlated electron system Peer-reviewed

Atsushi Ono, Hiroshi Hashimoto, Sumio Ishihara

Physical Review B　95　(8)　085123　2017/02
Publisher: American Physical Society ({APS})
DOI： 10.1103/physrevb.95.085123 　

ISSN： 2469-9950
Pulse excitation to continuous-wave excitation in a low-dimensional interacting quantum system Peer-reviewed

Atsushi Ono, Hiroshi Hashimoto, Sumio Ishihara

Physical Review B　94　(11)　115152　2016/09
Publisher: American Physical Society ({APS})
DOI： 10.1103/physrevb.94.115152 　

ISSN： 2469-9950

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Misc. 5

Attosecond science in condensed matter—Attosecond pulse generation by controlling electron wave packet dynamics— Peer-reviewed

Shohei Imai, Atsushi Ono

Solid State Physics　60　(9)　457-467　2025/09/15
Magnetic-field control of visons in Kitaev quantum spin liquids under energy dissipation Invited

Chihiro Harada, Atsushi Ono, Joji Nasu

Activity Report 2024 / Supercomputer Center, Institute for Solid State Physics, The University of Tokyo　24-31　2025/07
光で磁性を制御する

小野淳

泉萩会会報　41　4　2025/06
光によるスピン秩序の高速制御 Invited Peer-reviewed

小野淳, 石原純夫

日本物理学会誌　75　77　2020/02
レーザ光でスピン秩序を操作する Invited Peer-reviewed

石原純夫, 小野淳

レーザ加工学会誌　26　38　2019/02

Presentations 78

Real-time framework for extracting nonlinear response functions: Formulation and applications

Atsushi Ono

Photoinduced Phase Transitions and Cooperative Phenomena (PIPT9)　2026/10/26
Tangent equations of motion for extracting nonlinear response functions from real-time dynamics Invited

Atsushi Ono

Trends in the Theory of Quantum Materials　2026/10/19
Real-Time Framework for Computing Nonlinear Response Functions Invited

Atsushi Ono

Strongly Correlated Electron Systems　2026/10/01
ガウス量子光で駆動された固体電子のフロケ・グリーン関数

小野淳

日本物理学会第81回年次大会　2026/09/15
接線運動方程式による非線形応答関数の計算：定式化と原理実証

小野淳

日本物理学会2026年春季大会　2026/03/26
接線運動方程式による非線形応答関数の計算：多体効果と高次応答

小野淳

日本物理学会2026年春季大会　2026/03/24
実時間発展による非線形動的応答関数の計算 Invited

小野淳

第10回「凝縮系理論の最前線」研究会　2026/02/19
パルス電場による第二高調波発生の時間的変調

小野淳

日本物理学会第80回年次大会　2025/09/18
非定常状態における非線形動的応答関数の定式化

小野淳

日本物理学会2025年春季大会　2025/03
量子エネルギーテレポーテーションにおける非局所相関：それらのマヨラナ表現と情報熱力学からの視点

松枝宏明, 正木祐輔, 伊東寛滋, 小野淳, 那須譲治

日本物理学会2025年春季大会　2025/03
High harmonic spectroscopy of a topological spin texture International-presentation Invited

Atsushi Ono, Shun Okumura, Shohei Imai, Yutaka Akagi

Correlated Quantum Materials + beyond: Symposium　2024/11/25
実時間発展による非線形応答関数の計算

小野淳

非平衡固体物性の最前線2024　2024/11
実時間発展に基づく非線形動的応答関数の計算

小野淳

日本物理学会第79回年次大会　2024/09
光量子場で駆動される電子ダイナミクスの理論

今井渉平, 小野淳, 辻直人

日本物理学会第79回年次大会　2024/09
High harmonic generation from electrons moving on topological spin textures International-presentation

Atsushi Ono, Shun Okumura, Shohei Imai, Yutaka Akagi

Photoinduced Phase Transitions and Cooperative Phenomena (PIPT8)　2024/06/24
スピンスカラーカイラル状態における高次高調波発生

小野淳, 奥村駿, 今井渉平, 赤城裕

日本物理学会2024年春季大会　2024/03
キタエフスピン液体におけるエネルギー緩和がもたらすバイゾン制御の安定化

原田千宏, 小野淳, 那須譲治

日本物理学会2024年春季大会　2024/03
光電場駆動による高速ダイナミクスと磁性制御 Invited

小野淳

研究会「非平衡固体物性の最前線」　2023/11/14
光キャリア注入されたマルチフェロイクスにおける実時間ダイナミクス

小野淳

日本物理学会第78回年次大会　2023/09
キタエフ量子スピン液体におけるマヨラナゼロモードの時空間制御

原田千宏, 小野淳, 那須譲治

日本物理学会第78回年次大会　2023/09
スピン偏極パルス電子回折によるBiFeO3/SrTiO3(111)薄膜の磁気構造観測と光誘起ダイナミクス測定

田久保耕, 上野俊輔, Samiran Banu, 于洪武, 石川忠彦, 沖本洋一, 腰原伸也, 小野淳, 西森亮太, 羽田真毅, 桑原真人, 浅香透, 小野大樹, 小澤慶太, 伊藤拓真, 重松圭, 東正樹

日本物理学会第78回年次大会　2023/09
駆動電場パルスの波形整形によるトンネル励起電子正孔対の波束制御

今井渉平, 小野淳

日本物理学会2023年春季大会　2023/03
キタエフ量子スピン液体におけるバイゾン励起の実時間ダイナミクス

原田千宏, 小野淳, 那須譲治

日本物理学会2023年春季大会　2023/03
フェムト秒電子線回折によるBiFeO3/SrTiO3(111)薄膜の光誘起構造ダイナミクス測定

田久保耕, 上野俊輔, 金子水咲, 于洪武, 石川忠彦, 沖本洋一, 腰原伸也, 小野淳, 西森亮太, 矢嶋渉, 羽田真毅, 桑原真人, 浅香透, 小澤慶太, 伊藤拓真, 重松圭, 東正樹

日本物理学会2023年春季大会　2023/03
Optically controlled spin scalar chirality in centrosymmetric magnetic metals International-presentation

Atsushi Ono, Yutaka Akagi

APS March Meeting　2023/03
Momentum-resolved spectroscopy based on time-reversed light pulses emitted from optically driven quasiparticles International-presentation

Shohei Imai, Atsushi Ono, Sumio Ishihara

APS March Meeting　2023/03
光電場駆動による磁性制御と高速ダイナミクス Invited

研究会「相関電子の軌道自由度から生まれる多様性と普遍性」
空間反転対称な遍歴磁性体におけるスピンスカラーカイラリティと円偏光自由度の非線形結合

小野淳, 赤城裕

日本物理学会2022年秋季大会　2022/09
光駆動電子のスピンダイナミクスと高次高調波の偏光自由度との関係

今井渉平, 小野淳

日本物理学会2022年秋季大会　2022/09
Photocontrol of spin scalar chirality in centrosymmetric itinerant magnets International-presentation

Atsushi Ono, Yutaka Akagi

29th International Conference on Low Temperature Physics　2022/08/19
All-optical momentum-resolved spectroscopy in correlated insulators International-presentation

Shohei Imai, Atsushi Ono, Sumio Ishihara

29th International Conference on Low Temperature Physics　2022/08/19
空間反転対称な遍歴磁性体におけるスピンスカラーカイラリティの円偏光制御

小野淳, 赤城裕

日本物理学会第77回年次大会　2022/03
トンネル励起された電子波束による高次高調波の時間波形

今井渉平, 小野淳

日本物理学会第77回年次大会　2022/03
High harmonic generation in spontaneously symmetry broken systems International-presentation

Shohei Imai, Atsushi Ono, Sumio Ishihara

PIPT7: Photoinduced Phase Transitions and Cooperative Phenomena　2021/11/16
Photocontrol of magnetic and electronic structures in antiferromagnetic Dirac semimetals International-presentation Invited

Atsushi Ono, Sumio Ishihara

PIPT7: Photoinduced Phase Transitions and Cooperative Phenomena　2021/11/09
Ultrafast reorientation of the Néel vector in antiferromagnetic Dirac semimetals International-presentation

Atsushi Ono

Joint Conference: EP2DS-24/MSS-20　2021/11/04
テラヘルツパルスによる強誘電体における第二高調波発生の実時間変調

小野淳

日本物理学会2021年秋季大会　2021/09
光駆動電子の時間反転現象を通した高次高調波発生の解析

今井渉平, 小野淳

日本物理学会2021年秋季大会　2021/09
Optical momentum-resolved spectroscopy based on time-reversal dynamics in correlated insulators International-presentation

Shohei Imai, Atsushi Ono, Sumio Ishihara

New Generation in Strongly Correlated Electrons Systems 2021　2021/08
Ultrafast reorientation of the Néel vector in antiferromagnetic Dirac semimetals International-presentation

Atsushi Ono, Sumio Ishihara

APS March Meeting　2021/03
三角格子遍歴磁性体における光誘起スピンスカラーカイラル状態

小野淳, 赤城裕

日本物理学会第76回年次大会　2021/03
相関絶縁体における光励起キャリアのエネルギー分散測定法の提案

今井渉平, 小野淳, 石原純夫

日本物理学会第76回年次大会　2021/03
反強磁性ディラック半金属における磁性・伝導性の光制御の理論II

小野淳, 石原純夫

日本物理学会2020年秋季大会　2020/09
中性イオン性転移系の高次高調波発生と強結合相関効果

今井渉平, 小野淳, 石原純夫

日本物理学会2020年秋季大会　2020/09
光誘起非平衡状態の理論研究 Invited

⽯原純夫, 今井渉平, 正木祐輔, 小野淳

第67回応用物理学会春季学術講演会　2020/03/13
反強磁性ディラック半金属における磁性・伝導性の光制御の理論

小野淳, 石原純夫

日本物理学会第75回年次大会　2020/03
中性イオン性転移系における高次高調波発生

今井渉平, 小野淳, 石原純夫

日本物理学会第75回年次大会　2020/03
遍歴磁性体における光誘起現象 Invited

小野淳

第9回凝縮系理論の最前線　2020/02/06
High Harmonic Generation in a Charge Ordered Correlated Electron System International-presentation

Shohei Imai, Atsushi Ono, Sumio Ishihara

Strongly Correlated Electron Systems　2019/09/24
Double-Exchange and RKKY Interactions in Photoinduced Nonequilibrium States in Correlated Magnets International-presentation

2019/09/25
遍歴磁性体の光励起・緩和ダイナミクスにおけるスピン軌道相互作用の効果

小野淳, 山下竜律, 石原純夫

日本物理学会2019年秋季大会　2019/09
相関電子系における高次高調波の発生機構Ⅱ

今井渉平, 小野淳, 石原純夫

日本物理学会2019年秋季大会　2019/09
Photocontrol of magnetic structure in a metallic ferromagnet International-presentation

Atsushi Ono, Sumio Ishihara

APS March Meeting　2019/03
遍歴磁性体における光誘起スピンテクスチャの理論

小野淳, 石原純夫

日本物理学会第74回年次大会　2019/03
相関電子系における高次高調波の発生機構

今井渉平, 小野淳, 石原純夫

日本物理学会第74回年次大会　2019/03
遍歴磁性体の光誘起ダイナミクスにおけるスピン軌道相互作用の効果

山下竜律, 小野淳, 石原純夫

日本物理学会第74回年次大会　2019/03
Photoinduced Antiferromagnetic Transition in a Correlated Itinerant Ferromagnet International-presentation

Atsushi Ono, Sumio Ishihara

The 2nd Symposium for World Leading Research Centers —Materials Science and Spintronics—　2019/02
Numerical study of high harmonic generation in a strongly correlated electron system International-presentation

Shohei Imai, Atsushi Ono, Sumio Ishihara

The 9th Asian Workshop on Generation and Application of Coherent XUV and X-ray Radiation (9th AWCXR)　2018/10/16
多電子系におけるフロケ状態と感受率

小野淳, 石原純夫

日本物理学会2018年秋季大会　2018/09
ダイマー・モット系における高次高調波発生の数値的研究

今井渉平, 小野淳, 石原純夫

日本物理学会2018年秋季大会　2018/09
Photoinduced Ferromagnetic-to-Antiferromagnetic Transition in a Correlated Itinerant Magnet International-presentation

Atsushi Ono, Sumio Ishihara

Ultrafast Control of Materials　2018/06
相関遍歴磁性体におけるフロケ状態と磁気励起

小野淳, 石原純夫

日本物理学会第73回年次大会　2018/03
Photoinduced Ferromagnetic-to-Antiferromagnetic Transition in a Correlated Itinerant Magnet International-presentation

Atsushi Ono, Sumio Ishihara

Kick-off Symposium for World Leading Research Centers —Materials Science and Spintronics—　2018/02
強相関遍歴磁性体における光誘起磁性転移のダイナミクス

小野淳, 石原純夫

金研ワークショップ「多自由度・多階層性が協奏する物質材料システムの科学」　2017/12
Optical conversion of magnetic structure in strongly correlated itinerant magnets International-presentation

Atsushi Ono, Sumio Ishihara

New Generation in Strongly Correlated Electrons Systems 2017　2017/09
強相関遍歴磁性体における光誘起磁性転移とスピンカイラリティ

小野淳, 石原純夫

日本物理学会2017年秋季大会　2017/09
フラストレート電荷秩序系におけるクエンチダイナミクス

北川皓也, 小野淳,中惇, 石原純夫

日本物理学会2017年秋季大会　2017/09
低次元拡張ハバード模型における光誘起ダイナミクスの数値的研究

今井渉平, 小野淳, 石原純夫

日本物理学会2017年秋季大会　2017/09
Ultrafast optical manipulation of magnetism —double-exchange interaction in nonequilibrium state— International-presentation Invited

Atsushi Ono, Sumio Ishihara

Electron Correlation in Superconductors and Nanostructures　2017/08
Optical control of magnetism in double exchange system International-presentation

Atsushi Ono, Sumio Ishihara

Photoinduced Phase Transitions　2017/06
二重交換系における光照射磁性制御の理論

小野淳, 石原純夫

日本物理学会第72回年次大会　2017/03
低次元量子多体系におけるパルス光―連続光励起クロスオーバー現象

小野淳, 橋本博志, 石原純夫

日本物理学会2016年秋季大会　2016/09
低次元ハバード模型における動的局在現象の数値的研究

小野淳, 橋本博志, 石原純夫

日本物理学会第71回年次大会　2016/03
Optical suppression of electron motion in low-dimensional Hubbard model International-presentation

Atsushi Ono, Hiroshi Hashimoto, Sumio Ishihara

CEMS-QPEC Symposium on Emergent Quantum Materials　2016/01
Photoinduced Dynamics in One-dimensional Correlated Electron Model International-presentation

Atsushi Ono, Hiroshi Hashimoto, Sumio Ishihara

French Research Organizations—Tohoku University Joint Workshop on Frontier Materials　2015/12
低次元相関電子系における光誘起ダイナミクスと特異な励起光強度依存性

小野淳, 橋本博志, 石原純夫

日本物理学会2015年秋季大会　2015/09
低次元局在電子系における光誘起ダイナミクスの数値的解析

小野淳, 橋本博志, 石原純夫

日本物理学会第70回年次大会　2015/03
低次元強相関系における時間依存する外場による励起ダイナミクスの数値的研究

小野淳, 橋本博志, 石原純夫

日本物理学会2014年秋季大会　2014/09

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Research Projects 9

Extensions and applications of nonlinear response theory based on real-time evolution

Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science

System: Grants-in-Aid for Scientific Research

Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Institution: Tohoku University

2026/04/01 - 2030/03/31
新たな非平衡第一原理計算による量子物質の非線形分光と機能開拓

野村悠祐, 小野淳, 村上雄太, 佐藤駿丞

Offer Organization: 日本学術振興会

System: 科学研究費助成事業

Category: 基盤研究(B)

Institution: 東北大学

2026/04/01 - 2029/03/31
量子情報技術の基盤となる量子スピン系の時空間制御理論の構築

那須譲治, 松枝宏明, 小野淳

Offer Organization: 日本学術振興会

System: 科学研究費助成事業

Category: 基盤研究(B)

Institution: 東北大学

2024/04 - 2028/03
レーザーによるスピンの制御のための元素別超高速磁気イメージングの開発

和達大樹, 石井順久, 小野淳

Offer Organization: 日本学術振興会

System: 科学研究費助成事業

Category: 基盤研究(B)

Institution: 兵庫県立大学

2024/04 - 2026/03
Study on light-field-driven dynamics for ultrafast control of quantum states of matter

Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science

System: Grants-in-Aid for Scientific Research

Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Institution: Tohoku University

2023/04 - 2026/03
Development of novel photo-induced phase conversion materials based on quantum dynamics control of Charge-Structure-Spin-Photon coupled systems

Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science

System: Grants-in-Aid for Scientific Research

Category: Grant-in-Aid for Specially Promoted Research

Institution: Tokyo Institute of Technology

2018/04/23 - 2023/03/31
Spatio-temporal hierarchy in light-irradiated open many-body systems

Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science

System: Grants-in-Aid for Scientific Research

Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Institution: Tohoku University

2020/04 - 2023/03
Photoinduced spin dynamics in correlated itinerant magnets

Ono Atsushi

Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science

System: Grants-in-Aid for Scientific Research

Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

Institution: Tohoku University

2019/08 - 2022/03

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In this research project, we have theoretically investigated the light-induced ultrafast real-time dynamics in magnets, focusing on systems in which mobile electrons are coupled with localized magnetic moments. We have found that the magnetic properties are drastically changed when the electrons are driven by an electric field of light. For example, it was demonstrated that terahertz electric-field pulses can induce transitions to various magnetically ordered states such as an antiferromagnetic insulating state, a 120-degree Neel state, and a spin-scalar chiral state, and that the direction of antiferromagnetic magnetization can also be controlled by light.
強相関遍歴磁性体における光による高速磁性制御の理論

小野淳

Offer Organization: 日本学術振興会

System: 科学研究費助成事業

Category: 特別研究員奨励費

Institution: 東北大学

2018/04/25 - 2020/03/31

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光照射により誘起される磁性の高速ダイナミクスを理論的に明らかにすることを目的として研究を遂行した．強相関遍歴磁性体の理論模型の一つである二重交換模型を対象として解析を行い，以下の成果を得た． (1)二重交換模型の強磁性金属相に光照射を行うことで，スピン間に反強磁性的な相互作用が誘起されること，ならびにこれが光照射下特有の電子状態におけるストーナー励起過程によって理解できることを明らかにした．光照射下の強磁性金属状態に注目し，マグノンのフロケ・グリーン関数をフント結合に関する摂動展開に基づいて計算した．光強度の増大とともにマグノンの分散関係はソフト化し，ある閾値強度において反強磁性的な不安定性が誘起されることを見出した． (2)二重交換系における光誘起反強磁性転移の実時間ダイナミクスにおいて，従来の計算よりも大きなサイズのクラスターに関して詳細な解析を行い，反強磁性状態が実現する前の過渡状態において有限のスカラー・ベクトルカイラリティを持つスピン構造が現れることを示した．この構造は有限のトポロジカル指数で特徴付けられ，初期状態に導入したランダムネスに大きく依存すること，ならびにクラスターサイズの増大とともに（準）安定化する傾向が見出された． (3)フント結合に関する弱結合領域からのアプローチとして常磁性金属状態を考え，フロケ・グリーン関数法を用いて光照射下の定常状態におけるスピン感受率の解析を行った．非平衡定常状態における感受率の表式を導出し，これを元に光振幅に関する最低次の補正項の解析的表式を得た．また，二次元正方格子ならびに一次元格子に関して具体的に感受率の数値計算を行った．解析の結果，光振動数がバンド幅と同程度以下の場合には複数のフロケバンドにフェルミ面が現れ，感受率にはフェルミ面間のネスティングベクトルに対応する波数に新たなピーク構造が現れること等が明らかになった．

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Teaching Experience 5

統計物理学Ⅰ演習　東北大学 Undergraduate (specialized)
電磁気学Ⅰ演習　東北大学 Undergraduate (specialized)
物理学セミナー　東北大学 Undergraduate (specialized)
力学演習Ⅱ　東北大学 Undergraduate (specialized)
電磁気学Ⅱ演習　東北大学 Undergraduate (specialized)

Media Coverage 9

量子ダイナミクスの非線形性を解析できる新手法を開発 ─新たな材料設計や量子デバイス開発などへの貢献に期待─

東北大学　プレスリリース

2025/07

Type: Other
Real-Time Simulation Makes Understanding Nonlinear Quantum Dynamics Much Easier

Tohoku University　Research News

2025/07

Type: Other
マルチフェロイック結晶の分極を10兆分の1秒の光で制御－強誘電・磁気メモリーデバイスの超高速操作が室温で可能に－

東北大学　プレスリリース

2024/12

Type: Other
Predicting New Quantum Echoes: Ultrafast Lightwave Control of Electrons in Crystals

Tohoku University　Research News

2022/12

Type: Other
物質中で生じる新たな量子エコー現象を理論的に発見光による量子状態制御法・極短パルス発生法の確立に前進

東北大学　プレスリリース

2022/12

Type: Other
Generating Harmonic Signals in Correlated Electron Systems

American Physical Society　Physics Magazine

2020/04

Type: Internet
高強度超短光パルスによる光高調波発生の新しい仕組みを解明 ―トポロジカルな"ひねり"が拓くアト秒サイエンス―

東北大学　プレスリリース

2020/04

Type: Other
Controlling spin for memory storage

Tohoku University　Research News

2017/11

Type: Other
光で磁石の性質を消す～磁石の起源を担う力が光で正反対となる原理～

東北大学　プレスリリース

2017/11

Type: Other

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