東北大学研究者紹介

研究者詳細

ホーム

日本語 English

ホリ　フミヤ

堀　文哉

Fumiya Hori

所属

大学院理学研究科　物理学専攻　電子物理学講座（巨視的量子物性分野）

職名

助教

学位

博士（理学）（京都大学）

researchmap

https://researchmap.jp/fumiyahori

J-GLOBAL ID

202501011261081100

e-Rad 研究者番号

41021900

ORCID

https://orcid.org/0009-0001-4762-780X

Researcher ID

LDF-0397-2024

経歴 3

2025年4月～継続中

東北大学　大学院理学研究科　助教
2023年4月～ 2025年3月

独立行政法人日本学術振興会　特別研究員(DC2)
2022年4月～ 2023年3月

京都大学　未来を創る先端量子技術フェローシップ

研究キーワード 3

超伝導
磁性
強相関電子系

研究分野 1

自然科学一般 / 磁性、超伝導、強相関系 /

受賞 6

Best Poster Award

2024年7月　International Conference on Magnetism 2024
優秀ポスター賞

2024年5月　「アシンメトリ量子」令和６年度領域全体会議・公募研究キックオフ会議
日本物理学会学生優秀発表賞（領域8）

2024年3月　日本物理学会 2024年春季大会
研究者特別表彰

2023年9月　里見奨学会
優秀ポスター賞

2023年6月　「アシンメトリ量子」キックオフミーティング
Bronze Award For the Best Poster Presentation

2021年12月　Oxide Superspin 2021 workshop

︎全件表示 ︎最初の5件までを表示

論文 15

「多極子カードゲーム」の開発査読有り

文哉堀, 俊作北川

日本物理学会誌　2026年9月5日

DOI： 10.11316/butsuri.81.9_516 　

ISSN：0029-0181 2423-8872
Sharp Structural and Magnetic Phase Transitions in High-Entropy Oxide (Mg0.2Mn0.2Co0.2Ni0.2Zn0.2)VO3 査読有り

Hajime Yamamoto, Akira Hosono, Koki Matsushima, Fumiya Hori, Teppei Ichinose, Kenya Ohgushi, Takafumi Yamamoto, Tadashi Abukawa

Inorganic Chemistry　65　(35)　20342-20347　2026年8月26日
出版者・発行元： American Chemical Society (ACS)
DOI： 10.1021/acs.inorgchem.6c02659 　

ISSN：0020-1669

eISSN：1520-510X

詳細を見る詳細を閉じる

Abstract Phase transitions in solid solutions generally tend to be broadened and diffused, often accompanied by the emergence of disordered phases. In this study, we report a contrasting result in a novel high-entropy compound, ilmenite-type (Mg0.2Mn0.2Co0.2Ni0.2Zn0.2)VO3, which exhibits a sharp structural phase transition accompanied by V–V dimerization, as well as an antiferromagnetic transition. (Mg0.2Mn0.2Co0.2Ni0.2Zn0.2)VO3 was obtained through high-pressure synthesis at 8 GPa and 1373 K for 1 h. At room temperature, the compound exhibited a triclinic ilmenite-type structure associated with V–V dimerization. Synchrotron X-ray diffraction (SXRD) and differential scanning calorimetry (DSC) measurements revealed that this compound underwent a structural transition to a rhombohedral phase at 510 K, concomitant with the disappearance of the V–V dimer structure. Furthermore, an antiferromagnetic transition was observed at 80 K through magnetic susceptibility and heat capacity measurements. The emergence of sharp structural and magnetic phase transitions, despite the high-entropy composition, represents a particularly noteworthy finding of this study.
ジグザグ鎖構造をもつフラストレート磁性体YbCuS2の基底状態と準粒子励起査読有り

堀文哉, 北川俊作, 石田憲二, 鬼丸孝博

固体物理　61　(726)　411-420　2026年8月
Microscopic signatures of an imaginary charge density wave in a kagome metal 査読有り

S. Suetsugu, F. Hori, M. Shibata, S. Kitagawa, K. Ishida, T. Asaba, S. Nakazawa, Q. Li, H. -H. Wen, T. Shibauchi, H. Kontani, Y. Matsuda

Nature Physics　2026年8月

DOI： 10.1038/s41567-026-03339-8 　
Microscopic Determination of the c-axis-Oriented Antiferromagnetic Structure in LaMnSi by 55Mn and 139La NMR 査読有り

Yusuke Sakai, Fumiya Hori, Hiroki Matsumura, Shumpei Oguchi, Shunsaku Kitagawa, Kenji Ishida, Hiroshi Tanida

Journal of the Physical Society of Japan　2026年2月15日

DOI： 10.7566/JPSJ.95.024702 　
Antiferromagnetic Order and Magnetic Frustration in the Honeycomb Heavy-Fermion System Ce(Pt1−xPdx)6Al3: 27Al and 195Pt NMR Studies 査読有り

Shunsaku Kitagawa, Fumiya Hori, Kenji Ishida, Ryohei Oishi, Yasuyuki Shimura, Takahiro Onimaru, Toshiro Takabatake

Journal of the Physical Society of Japan　2025年9月15日

DOI： 10.7566/JPSJ.94.094702 　
Lu/Se Substitution Effect on Magnetic Properties of Yb-Based Zigzag Chain Semiconductor YbCuS2 査読有り

Fumiya Hori, Hiroyasu Matsudaira, Shunsaku Kitagawa, Kenji Ishida, Souichiro Mizutani, Hirotaka Shirai, Takahiro Onimaru

Physical Review B　2025年8月7日

DOI： 10.1103/bypl-fd1q 　

詳細を見る詳細を閉じる

We have investigated the changes in the magnetic properties on YbCuS2 by Lu or Se substitutions from a microscopic perspective. In general, it is expected that nonmagnetic Lu substitution dilutes the magnetic Yb3+ concentration, and that Se substitution induces the negative pressure in YbCuS2. The 63/65Cu-nuclear quadrupole resonance (NQR) measurements on polycrystalline Yb0.9Lu0.1CuS2 and YbCu(S0.9Se0.1)2 revealed that the Se substitution leads to larger lattice expansion compared to the Lu substitution. The antiferromagnetic transition temperature TN decreased from 0.95 K in the unsubstituted system to 0.75 K in both substituted systems. Furthermore, the T-linear behavior of the 63Cu-NQR spin-lattice relaxation rate 1/T1, suggesting the presence of the gapless quasiparticle excitations, was observed even in the substituted systems, and the value of 1/T1T increases. These results under the chemical substitutions are opposite to those under pressure as previously reported, and are consistent with the expectation. Our systematic study indicates a clear relationship between the magnetic ordered states and the quasiparticle excitations in YbCuS2.
Pressure Evolution of Magnetic Structure and Quasiparticle Excitations in Anisotropic Frustrated Zigzag Chains 査読有り

Fumiya Hori, Hiroyasu Matsudaira, Shunsaku Kitagawa, Kenji Ishida, Hiroto Suzuki, Takahiro Onimaru

Communications Materials　2025年8月1日

DOI： 10.1038/s43246-025-00888-y 　

詳細を見る詳細を閉じる

Frustrated magnetic systems with anisotropic exchange interactions have been recognized as key platforms for discovering exotic quantum states and quasiparticles. In this study, we report the pressure evolution of magnetic structures and quasiparticle excitations in the frustrated semiconductor YbCuS2, characterized by Yb3+ zigzag chains with competing exchange interactions. At ambient pressure, YbCuS2 exhibits a magnetic transition at TN ~ 0.95 K, forming an incommensurate helical magnetic order. Under hydrostatic pressure of 1.6 GPa, TN increases to 1.17 K, and the magnetic structure changes to a commensurate one, which can be regarded as an odd-parity magnetic multipole order. Remarkably, pressure suppresses the gapless quasiparticle excitations. These findings suggest that pressure alters the exchange interactions between the Yb ions, affecting both the magnetic ground state and the quasiparticle excitations. Our results highlight the pivotal role of anisotropic interactions in one-dimensionality to stabilize the complex quantum phases, offering insights into the interplay among frustration, dimensionality, multipoles and emergent quasiparticles.
<研究ノート>フラストレーションを内包する希土類化合物YbCuS₂で現れる電気的中性な準粒子査読有り

堀文哉, 北川俊作, 石田憲二

京都大学低温物質科学 : LTM誌　45　3-12　2025年6月
出版者・発行元：京都大学環境安全保健機構低温物質管理部門
DOI： 10.14989/295494 　

ISSN：2758-1500
Magnetic-Field Dependence of Paramagnetic Properties Investigated by 63/65Cu-NMR on the Yb Zigzag-Chain Semiconductor YbCuS2 査読有り

Fumiya Hori, Shunsaku Kitagawa, Kenji Ishida, Yudai Ohmagari, Takahiro Onimaru

Journal of the Physical Society of Japan　2025年2月15日

DOI： 10.7566/JPSJ.94.024706 　
Gapped Spin Excitation in Magnetic Ordered State on Yb-Based Zigzag Chain Compound YbAgSe2 査読有り

Fumiya Hori, Shunsaku Kitagawa, Kenji Ishida, Souichiro Mizutani, Yudai Ohmagari, Takahiro Onimaru

Journal of the Physical Society of Japan　2024年11月15日

DOI： 10.7566/JPSJ.93.114702 　
Superconducting spin reorientation in spin-triplet multiple superconducting phases of UTe 2 査読有り

Katsuki Kinjo, Hiroki Fujibayashi, Hiroki Matsumura, Fumiya Hori, Shunsaku Kitagawa, Kenji Ishida, Yo Tokunaga, Hironori Sakai, Shinsaku Kambe, Ai Nakamura, Yusei Shimizu, Yoshiya Homma, Dexin Li, Fuminori Honda, Dai Aoki

Science Advances　2023年7月28日

DOI： 10.1126/sciadv.adg2736 　
Gapless fermionic excitation in the antiferromagnetic state of ytterbium zigzag chain 査読有り

Fumiya Hori, Katsuki Kinjo, Shunsaku Kitagawa, Kenji Ishida, Souichiro Mizutani, Rikako Yamamoto, Yudai Ohmagari, Takahiro Onimaru

Communications Materials　2023年7月21日

DOI： 10.1038/s43246-023-00381-4 　
Enhancement of charge-neutral fermionic excitations near the spin-flop transition in the magnetic Kondo material YbIr3Si7 査読有り

Shunsaku Kitagawa, Takumi Kobayashi, Fumiya Hori, Kenji ISHIDA, Andriy H. Nevidomskyy, Long Qian, Emilia Morosan

Physical Review B　106　(10)　2022年9月16日
出版者・発行元： American Physical Society ({APS})
DOI： 10.1103/physrevb.106.l100405 　

ISSN：2469-9950 2469-9969
Impurity-Robust Bulk Gapless Excitation in the Yb-Based Zigzag Chain Compound YbCuS2 査読有り

Fumiya Hori, Katsuki Kinjo, Shunksaku Kitagawa, Kenji Ishida, Yudai Ohmagari, Takahiro Onimaru

Journal of Physics: Conference Series　2164　(1)　012027-012027　2022年3月1日
出版者・発行元： {IOP} Publishing
DOI： 10.1088/1742-6596/2164/1/012027 　

ISSN：1742-6588 1742-6596

詳細を見る詳細を閉じる

<jats:title>Abstract</jats:title> <jats:p>We have performed <jats:sup>63</jats:sup>Cu-nuclear quadrupole resonance (NQR) measurements using a lump sample of the Yb zigzag-chain compound YbCuS<jats:sub>2</jats:sub> with a small surface area to investigate the sample dependence of low-temperature magnetic properties in YbCuS<jats:sub>2</jats:sub> by comparing with the previous study with different powdered sample. The line width of NQR signals in the present lump sample is larger than that in the previous powdered sample. In addition, the transition temperature <jats:italic>T</jats:italic> <jats:sub>N</jats:sub> ∼ 0.92 K in the present lump sample is lower than that in the previous powdered sample (∼ 0.95 K). These results suggest that the quality of the present lump sample is worse than that of the previous powdered sample. However, the <jats:italic>T</jats:italic>-linear behavior of the nuclear spin-lattice relaxation rate 1/T<jats:sub>1</jats:sub> was observed below 0.5 K and the value of 1/<jats:italic>T</jats:italic> <jats:sub>1</jats:sub> <jats:italic>T</jats:italic> in both samples is almost the same even though the sample quality and sample geometry are different. This suggests that <jats:italic>T</jats:italic>-linear behavior in 1/<jats:italic>T</jats:italic> <jats:sub>1</jats:sub> arises from the impurity-robust bulk gapless excitation inherent in YbCuS<jats:sub>2</jats:sub> rather than from sample issues such as the sample quality or geometry.</jats:p>

︎全件表示 ︎最初の5件までを表示

講演・口頭発表等 12

Field-Induced Strain in the Tsai-Type Magnetic Quasicrystal Au56In28.5Eu15.5

F. Hori, H. Nanjo, T. Taniguchi, Y. Imai, F. Labib, R. Tamura, K. Ohgushi

International Conference on Strongly Correlated Electron Systems 2026 (SCES 2026)　2026年9月30日
Verification of the Piezomagnetic Effect in the Tsai-Type Magnetic Quasicrystal Au56In28.5Eu15.5

F. Hori, H. Nanjo, T. Taniguchi, Y. Imai, F. Labib, R. Tamura, K. Ohgushi

International Conference on Asymmetric Quantum Matters (Asymmetry 2026)　2026年9月24日
Pressure Evolution of Magnetic Structures and Quasiparticle Excitations in the Frustrated Zigzag-Chain Compound YbCuS2

Fumiya Hori, Hiroyasu Matsudaira, Shunsaku Kitagawa, Kenji Ishida, Souichiro Mizutani, Hirotaka Shirai, Hiroto Suzuki, Takahiro Onimaru

International Conference on Strongly Correlated Electron Systems 2025, Montréal, Canada　2025年7月7日
Emergent charge-neutral quasiparticle in the 4f antiferromagnetic zigzag chain 招待有り

Fumiya Hori

KUJI QMAT Seminar #42, Cambridge, Kyoto, Seoul, and Salerno; Online　2024年8月22日
Evolution of Magnetic Properties in Yb Zigzag Chain Semiconductor YbCuS2 under Varied Conditions: Substitution, Pressure, and Magnetic Field

F. Hori, H. Matsudaira, S. Kitagawa, K. Ishida, H. Shirai, S. Mizutani, H. Suzuki, Y. Ohmagari, T. Onimaru

International Conference on Magnetis;IC;Bologna, Italy　2024年7月2日
Charge-neutral quasiparticles in a 4f zigzag-chain semiconductor YbCuS2

Fumiya Hori

H-Physics Workshop: Topology, spin-orbit interactions and superconductivity in strongly correlated quantum materials under extreme conditions, Grenoble, France　2023年10月11日
Lu, Se substitution effect on ordered state and magnetic excitation in a Yb zigzag chain semiconductor YbCuS2

F. Hori, S. Kitagawa, K. Ishida, H. Shirai, S. Mizutani, T. Onimaru

International Conference on Strongly Correlated Electron Systems 2023 (SCES 2023), Incheon, Korea　2023年7月5日
Metallic-like Excitation in the Antiferromagnetic State of a Yb Zigzag Chain Semiconductor

Fumiya Hori

International Symposium on Creation of Advanced Photonic and Electronic Devices 2023 / International Symposium on Advanced Quantum Technology for Future 2023, Kyoto, Japan　2022年9月30日
Magnetic ground state in semiconducting Yb-based compounds with a zigzag-chain structure

F. Hori, K. Kinjo, S. Kitagawa, K. Ishida, S. Mizutani, Y. Ohmagari, T. Onimaru

International Conference on Strongly Correlated Electron Systems 2022, Amsterdam, The Netherlands　2022年7月24日
Metallic-like excitation in the frustrated semiconductor YbCuS2

F. Hori, K. Kinjo, S. Kitagawa, K. Ishida, Y. Ohmagari, T. Onimaru

Oxide Superspin 2021 workshop, Kyoto, Japan　2021年12月13日
Unkown Gapless Excitation in Antiferromagnetic State of Yb Zigzag Chain System YbCuS2

F. Hori, K. Kinjo, S. Kitagawa, K. Ishida, Y. Ohmagari, T. Onimaru

nternational Conference on Strongly Correlated Electrons Systems 2020, São Paulo, Brazil; Online　2021年9月27日
Low-temperature magnetic state in Yb-based semiconductors with a zigzag-chain structure

Fumiya Hori

nternational Seminar Dojo 2022 / Workshop for Advanced Quantum Technology for Future 2022, Kyoto, Japan

︎全件表示 ︎最初の5件までを表示

共同研究・競争的資金等の研究課題 6

非周期性をもつ準結晶に潜在する高次磁気多極子の検出

堀文哉

2025年7月31日～ 2027年3月31日
⾦属磁性体の新物質開発と新奇量⼦相の開拓

金城克樹, 堀文哉

提供機関：Tohoku University

制度名：若手研究者アンサンブルグラント

2025年6月～ 2026年3月
Pressure Evolution of Magnetic Structures and Quasiparticle Excitations in the Frustrated Zigzag-Chain Compound YbCuS2

堀文哉

提供機関：湯川記念財団「望月基金」

2025年7月～
フラストレーションを内在する希土類化合物に見られた中性フェルミオンの解明

堀文哉

2023年4月25日～ 2025年3月31日

詳細を見る詳細を閉じる

（１）YbCuS2で観測された新奇な秩序状態、準粒子励起の起源や性質を調べるため、圧力効果および元素置換効果を調べた。約1 GPaの圧力下で、転移温度TN ~ 1.05 Kと常圧のTN ~ 0.95 Kの値に比べて上昇するのに対し、Lu、Seで10%置換したYb0.9Lu0.1CuS2、YbCu(S0.9Se0.1)2については、いずれもTN ~ 0.75 Kと無置換系のTNの値に比べて減少した。一方で、低温の核スピン-格子緩和率1/T1の値を比較すると、圧力効果で減少し、元素置換効果で上昇する。これらの結果をまとめると、圧力と元素置換は相反する効果を持ち、TNと1/T1の値が系統的に変化していることがわかった。TN以下の秩序状態は鎖間相互作用を起源としており、低温で見られる中性準粒子は、最近、理論提案された異方的相互作用をもつジグザグ鎖スピン系モデルで発現するネマティック粒子に関連していると考えられる。これらの成果については日本物理学会で報告し、現在、論文執筆中である。 <BR> （２）YbCuS2で観測された中性準粒子がYbジグザグ鎖のフラストレーションに由来した普遍的な現象であるのかどうか調べるため、YbCuS2と同型構造をもち、格子定数の異なるYbAgSe2に対してSe核の核磁気共鳴（NMR）測定を行った。YbAgSe2のナイトシフトは、高温域では磁化率にスケールする一方で、TN ~ 1.8 K以下で磁化率とのスケールは破れる。また同じ温度から1/T1が急激に減少し、指数関数的に減衰することから、マグノンギャップをもつ磁気秩序状態であることが分かった。YbCuS2で観測されたギャップレスな準粒子励起の挙動は1.0 Kまで観測されなかった。この成果については、Journal of the Physical Society of Japanに投稿予定である。
フラストレーションを内在する希土類磁性化合物における新奇現象の探索

堀文哉

提供機関：京都大学

制度名：「未来を創る先端量子技術フェローシップ」研究費

2022年5月～ 2023年3月
希土類ジグザグ鎖における新奇磁気励起の解明

堀文哉

提供機関：京都大学

制度名：「未来を創る先端量子技術フェローシップ」インターンシップ補助金

2022年10月～

︎全件表示 ︎最初の5件までを表示

担当経験のある科目(授業) 4

「物理学実験I」課題2「電磁誘導」　東北大学
「自然科学総合実験」課題9「弦の振動と音楽」　東北大学
「物理学実験I」課題2「電磁誘導」　東北大学
「自然科学総合実験」課題7「光のスペクトル」　東北大学