東北大学研究者紹介

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サカイ　ヒデアキ

酒井　英明

Hideaki Sakai

所属

金属材料研究所　材料物性研究部　低温物理学研究部門

職名

教授

学位

博士（工学）（東京大学）

researchmap

https://researchmap.jp/7000018618

J-GLOBAL ID

201601014889087646

e-Rad 研究者番号

20534598

Researcher ID

G-1008-2014

経歴 12

2025年10月～継続中

東北大学　金属材料研究所　教授
2015年4月～ 2025年9月

大阪大学大学院理学研究科　物理学専攻　准教授
2023年8月～ 2024年1月

マックスプランク固体化学物理学研究所　客員研究員（兼任）
2022年4月～ 2023年3月

東北大学金属材料研究所　委嘱准教授（兼任）
2016年10月～ 2020年3月

JSTさきがけ　研究者（兼任）
2016年4月～ 2016年9月

東京大学　物性研究所　客員准教授（兼任）
2011年10月～ 2015年3月

東京大学大学院工学系研究科　物理工学専攻　助教
2010年7月～ 2011年10月

セントアンドリュース大学　物理・天文学科　リサーチフェロー
2010年7月～ 2011年6月

キャノンファンデーションヨーロッパ　リサーチフェロー（兼任）
2008年10月～ 2010年6月

理化学研究所　交差相関物質研究チーム　基礎科学特別研究員
2007年4月～ 2008年9月

日本学術振興会　特別研究員DC2
2003年4月～ 2005年9月

日本電信電話株式会社　マイクロシステムインテグレーション研究所　社員

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学歴 3

東京大学大学院　工学系研究科　物理工学専攻（博士課程）

2005年10月～ 2008年9月
東京大学大学院　理学系研究科　物理学専攻（修士課程）

2001年4月～ 2003年3月
東京大学　理学部　物理学科

1997年4月～ 2001年3月

研究キーワード 8

磁気熱量効果
巨大磁気抵抗効果
マルチフェロイクス
量子輸送
高圧合成
熱電変換
ディラック電子系
強相関電子系

研究分野 2

ナノテク・材料 / 応用物性 /
自然科学一般 / 磁性、超伝導、強相関系 /

受賞 3

Reviewer of the Month

2023年2月　Communications Materials (Nature Portfolio)　Outstanding Referee
第1回フロンティア奨励賞

2019年11月　強磁場フォーラム
大阪大学賞

2018年11月　大阪大学

論文 81

Lattice softening and diffusive dynamics in the polar metal LiReO ₃ 国際共著査読有り

Kantaro Murayama, Ryota Masuki, Cédric Tassel, Hideaki Sakai, Tatsuya Yanagisawa, Keito Yoshida, Hiroshi Oike, Suguru Yoshida, Xiangyu Gu, Kohdai Ishida, Morito Namba, Ksenia Denisova, Valérie Dupray, Simon Clevers, Olivier Mentré, Takuya Nomoto, Terumasa Tadano, Craig M. Brown, Peter Lemmens, Ryotaro Arita, Hiroshi Takatsu, Hiroshi Kageyama

Science Advances　12　(14)　2026年4月3日
出版者・発行元： American Association for the Advancement of Science (AAAS)
DOI： 10.1126/sciadv.adt3886 　

eISSN：2375-2548

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Polar metals, characterized by the nontrivial coexistence of metallicity and polar structural order, define an emerging frontier in quantum materials research. However, the interplay between their structural phase transitions and fluctuation dynamics remains poorly understood. Here, we reveal distinct diffusive dynamics in metallic lithium rhenium trioxide (LiReO ₃ ) associated with its polar-to-nonpolar transition. Unlike isostructural lithium niobate (LiOsO ₃ ) and related systems, LiReO ₃ exhibits pronounced phase fluctuations both above and below T _s . Thermoelectric, Raman, and ultrasound measurements demonstrate a probe-dependent thermal hysteresis, while ultrasound data further show lattice softening and persistent resonant absorption at low temperatures across a broad timescale (1 to 100 microseconds). These observations indicate a multiscale spatiotemporal dynamics governed by a shallow anharmonic potential stabilized by itinerant electrons, as supported by finite-temperature first-principles calculations. By mapping the fluctuation landscape shaped by itinerant electrons, this work offers a previously unexplored perspective for exploiting fluctuation-driven phenomena in polar metals.
Impact of the out-of-plane conductivity on spin transport evaluation in a van der Waals material 国際誌査読有り

Ryoya Nakamura, Futo Tokuda, Yoshinobu Ono, Nan Jiang, Hideaki Sakai, Masayuki Ochi, Hiroaki Ishizuka, Yasuhiro Niimi

Physical Review B　113　(10)　2026年3月3日
出版者・発行元： American Physical Society (APS)
DOI： 10.1103/kddr-3jj6 　

ISSN：2469-9950

eISSN：2469-9969
High-field transport in SrCdBi<sub>2</sub> with a 2D Bi layer 国際誌査読有り

H. Sakai, K. Tanaka, M. Kondo, M. Tokunaga, A. Yamashita, H. Murakawa, N. Hanasaki

JJAP Conference Proceedings　12　011007-011007　2026年2月
出版者・発行元： The Japan Society of Applied Physics
DOI： 10.56646/jjapcp.12.0_011007 　

eISSN：2758-2450
Transport evidence of current-induced nematic Dirac valleys in a parity-time-symmetric antiferromagnet 査読有り

Hideaki Sakai, Yuya Miyamoto, Motoi Kimata, Hikaru Watanabe, Yoichi Yanase, Masayuki Ochi, Masaki Kondo, Hiroshi Murakawa, Noriaki Hanasaki

Nature Communications　16　(1)　2026年1月7日
出版者・発行元： Springer Science and Business Media LLC
DOI： 10.1038/s41467-025-67229-y 　

eISSN：2041-1723
Frustrated random-singlet state with ice-type structural fluctuation in spinel titanates 査読有り

Noriaki Hanasaki, Takayuki Hattori, Takumi Komoda, Kouei Minamoto, Shuhei Torigoe, Satoshi Yamashita, Yasuhiro Nakazawa, Takehiko Nakano, Kouhei Yoshimi, Mitsuharu Yashima, Hidekazu Mukuda, Utami Widyaiswari, Isao Watanabe, Akihiro Koda, Takashi Honda, Toshiya Otomo, Hajime Sagayama, Katsuaki Kodama, Hiroshi Murakawa, Hideaki Sakai

Proceedings of the National Academy of Sciences　123　(1)　2025年12月30日
出版者・発行元： Proceedings of the National Academy of Sciences
DOI： 10.1073/pnas.2517926123 　

ISSN：0027-8424

eISSN：1091-6490

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In ice, it is well known that the orientation of H ₂ O molecules is disordered by geometrical frustration. Ice-analogous materials having a pyrochlore lattice display interesting phenomena such as the spin-ice state and the magnetic monopole. In the spinel titanate MgTi ₂ O ₄ , the Ti ions have a quantum spin in the pyrochlore lattice. The Ti ions are displaced, accompanied by the spin-singlet formation. Since this displacement pattern follows the ice rule, the title compound is a material analogous to ice. When a small quantity of Ti ions are replaced with Mg ions, the ice-type structural fluctuation exists. In this structural ice-type state, the spins are also fluctuating at a nanosecond scale down to 0.3 K. We ascribed this phenomenon to the gapless frustrated random-singlet state, in which the spin-singlet pairs are resonating, and the orphan spins are hopping.
Observation of Zeeman splitting in the spin-polarized chiral fermion state in the Weyl semimetal TaAs 査読有り

H. Murakawa, M. Komada, D.-A. Deaconu, M. S. Bahramy, R. V. Belosludov, T. Kida, M. Hagiwara, H. Sakai, N. Hanasaki

Physical Review B　112　(4)　2025年7月10日
出版者・発行元： American Physical Society (APS)
DOI： 10.1103/qjt5-x6p4 　

ISSN：2469-9950

eISSN：2469-9969
Anomalous Hall and Nernst effect and thermoelectric performance of Sb-doped <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>MnB</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">i</mml:mi><mml:mn>6</mml:mn></mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">e</mml:mi><mml:mn>10</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math> 国際誌国際共著査読有り

Xinmeng Hu, Takayoshi Katase, Masaki Kondo, Noriaki Hanasaki, Hideaki Sakai, Jiazhen Wu

Physical Review Materials　9　(1)　015403-015403　2025年1月27日
出版者・発行元： American Physical Society (APS)
DOI： 10.1103/physrevmaterials.9.015403 　

eISSN：2475-9953
Nonreciprocal charge transport in polar Dirac metals with tunable spin-valley coupling 査読有り

M. Kondo, M. Kimata, M. Ochi, T. Kaneko, K. Kuroki, K. Sudo, S. Sakaguchi, H. Murakawa, N. Hanasaki, H. Sakai

Physical Review Research　7　(1)　2025年1月10日
出版者・発行元： American Physical Society (APS)
DOI： 10.1103/physrevresearch.7.013041 　

eISSN：2643-1564

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Nonreciprocal charge transport in solids, where resistance is different between rightward and leftward currents, is a key function of rectifying devices in modern electronics, as exemplified by p−n semiconductor junctions. Recently, this was also demonstrated in noncentrosymmetric materials in magnetic fields since their band structure exhibits spin polarization coupled to the position of momentum space due to antisymmetric spin-orbit coupling. To enhance the magnitude of the nonreciprocal effect, it is essential to tune such spin-momentum coupling, which has been hampered in conventional materials owing to the difficulty in controlling the broken inversion symmetry built into the lattice and interfacial structures. Here, we report large nonreciprocal resistivity in the layered polar metal BaMnX2 (X=Sb, Bi), where the spin-polarized Dirac dispersion depends on the in-plane polarization tunable by chemical substitution of the X site. For X=Sb with a pair of single-type valleys, the nonreciprocal resistivity increases monotonically with decreasing temperature, while for X=Bi with multiple types of valleys it is reduced by about an order of magnitude and exhibits a peak at a low temperature. Theoretical calculations indicate that the nonreciprocal resistivity is sensitive not only to the spin-momentum (spin-valley) coupling but also to the Fermi energy and the Dirac dispersion. The observed significant variation of nonreciprocal transport in the same series of materials might be of great use in the design of junction-free rectifying devices and circuits. Published by the American Physical Society 2025
Local structural disorder introduced by Cr in fcc high-/medium-entropy alloys consisting of 3d transition metal elements

D. Furuya, M. Oda, Z. Chen, L. Li, H. Murakawa, H. Sakai, H. Nitani, Y. Niwa, H. Abe, H. Uetsuka, T. Karube, H. Inui, N. Hanasaki

Applied Physics Letters　125　(20)　2024年11月11日
出版者・発行元： AIP Publishing
DOI： 10.1063/5.0231343 　

ISSN：0003-6951

eISSN：1077-3118

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High-/medium-entropy alloys (H/MEAs) have attracted attention for their excellent mechanical properties. According to first-principles calculations, the atomic displacements from their lattice points are element-dependent and correlated with the yield strength of H/MEAs. To investigate experimentally the element dependence of the local structure, we measured the extended x-ray absorption fine structure in seven kinds of face-centered cubic H/MEAs consisting of 3d transition metal elements. Our experimental results indicate that the local disorder around chromium (Cr) is larger than that around other elements, which is a common feature in all the measured fcc H/MEAs, aligning with prior theoretical studies indicating larger displacements of Cr in comparison to other elements. We discuss the mechanism underlying the local structural disorder induced by the constituent element Cr.
Large nonlinear optical magnetoelectric response in a noncentrosymmetric magnetic Weyl semimetal 査読有り

Kentaro Shoriki, Keigo Moriishi, Yoshihiro Okamura, Kohei Yokoi, Hidetomo Usui, Hiroshi Murakawa, Hideaki Sakai, Noriaki Hanasaki, Yoshinori Tokura, Youtarou Takahashi

Proceedings of the National Academy of Sciences　121　(12)　2024年3月14日
出版者・発行元： Proceedings of the National Academy of Sciences
DOI： 10.1073/pnas.2316910121 　

ISSN：0027-8424

eISSN：1091-6490

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Weyl semimetals resulting from either inversion ( P ) or time-reversal ( T ) symmetry breaking have been revealed to show the record-breaking large optical response due to intense Berry curvature of Weyl-node pairs. Different classes of Weyl semimetals with both P and T symmetry breaking potentially exhibit optical magnetoelectric (ME) responses, which are essentially distinct from the previously observed optical responses in conventional Weyl semimetals, leading to the versatile functions such as directional dependence for light propagation and gyrotropic effects. However, such optical ME phenomena of (semi)metallic systems have remained elusive so far. Here, we show the large nonlinear optical ME response in noncentrosymmetric magnetic Weyl semimetal PrAlGe, in which the polar structural asymmetry and ferromagnetic ordering break P and T symmetry. We observe the giant second harmonic generation (SHG) arising from the P symmetry breaking in the paramagnetic phase, being comparable to the largest SHG response reported in Weyl semimetal TaAs. In the ferromagnetically ordered phase, it is found that interference between this nonmagnetic SHG and the magnetically induced SHG emerging due to both P and T symmetry breaking results in the magnetic field switching of SHG intensity. Furthermore, such an interference effect critically depends on the light-propagating direction. The corresponding magnetically induced nonlinear susceptibility is significantly larger than the prototypical ME material, manifesting the existence of the strong nonlinear dynamical ME coupling. The present findings establish the unique optical functionality of P - and T -symmetry broken ME topological semimetals.
Ferrimagnetic charge order in molecular conductors with diluted localized spins exhibiting enhanced giant magnetoresistance effect 査読有り

Ryuta Ishii, Misato Uejo, Erina Watari, Mitsuo Ikeda, Hiroshi Murakawa, Hideaki Sakai, Masaki Matsuda, Hideo Yoshioka, Masahisa Tsuchiizu, Noriaki Hanasaki

Physical Review B　108　(20)　2023年11月9日
出版者・発行元： American Physical Society (APS)
DOI： 10.1103/physrevb.108.205114 　

ISSN：2469-9950

eISSN：2469-9969
Variation of Landau level splitting in the Fermi level controlled Dirac metals (Eu,Gd) MnBi₂ 国際誌査読有り

H. Sakai, K. Nakagawa, K. Tsuruda, J. Shiogai, K. Akiba, M. Tokunaga, S. Kimura, S. Awaji, A. Tsukazaki, H. Murakawa, N. Hanasaki

Physical Review B　108　(11)　115142-1-115142-7　2023年9月21日
出版者・発行元： American Physical Society (APS)
DOI： 10.1103/physrevb.108.115142 　

ISSN：2469-9950

eISSN：2469-9969
Giant negative magnetoresistance in the layered semiconductor <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>CeTe</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>Sb</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math> with variable magnetic polaron density 査読有り

H. Murakawa, Y. Nakaoka, K. Iwase, T. Kida, M. Hagiwara, H. Sakai, N. Hanasaki

Physical Review B　107　(16)　2023年4月24日
出版者・発行元： American Physical Society (APS)
DOI： 10.1103/physrevb.107.165138 　

ISSN：2469-9950

eISSN：2469-9969
Field-tunable Weyl points and large anomalous Hall effect in the degenerate magnetic semiconductor EuMg2Bi2 査読有り

M. Kondo, M. Ochi, R. Kurihara, A. Miyake, Y. Yamasaki, M. Tokunaga, H. Nakao, K. Kuroki, T. Kida, M. Hagiwara, H. Murakawa, N. Hanasaki, H. Sakai

Physical Review B　107　(12)　L121112　2023年3月
出版者・発行元：
DOI： 10.1103/PhysRevB.107.L121112 　

ISSN：2469-9950

eISSN：2469-9969
High-field Studies on Layered Magnetic and Polar Dirac Metals: Novel Quantum Transport Phenomena Coupled with Spin-valley Degrees of Freedom 招待有り査読有り

Hideaki Sakai

Journal of the Physical Society of Japan　91　(10)　101001-101001　2022年10月15日
出版者・発行元： Physical Society of Japan
DOI： 10.7566/jpsj.91.101001 　

ISSN：0031-9015

eISSN：1347-4073
Anomalous Nernst effect in the nonmagnetic nodal-line semimetal PbTaSe2 査読有り

Kohei Yokoi, Hiroshi Murakawa, Hideaki Sakai, Noriaki Hanasaki

Physical Review B　106　(11)　2022年9月12日
出版者・発行元： American Physical Society (APS)
DOI： 10.1103/physrevb.106.115118 　

ISSN：2469-9950

eISSN：2469-9969
In-plane anisotropic charge dynamics in the layered polar Dirac semimetal BaMnSb2 査読有り

H. Yoshizawa, H. Sakai, M. Kondo, M. Ochi, K. Kuroki, N. Hanasaki, J. Fujioka

Physical Review B　105　(24)　L241110　2022年6月15日
出版者・発行元： American Physical Society (APS)
DOI： 10.1103/physrevb.105.l241110 　

ISSN：2469-9950

eISSN：2469-9969
Giant anisotropic magnetoresistance at low magnetic fields in a layered semiconductor 国際誌査読有り

H. Murakawa, Y. Nakaoka, T. Kida, M. Hagiwara, H. Sakai, N. Hanasaki

Physical Review Materials　6　(5)　054604　2022年5月31日
出版者・発行元： American Physical Society (APS)
DOI： 10.1103/PhysRevMaterials.6.054604 　

eISSN：2475-9953
Magnetic Generation and Switching of Topological Quantum Phases in a Trivial Semimetal α−EuP3 査読有り

Alex Hiro Mayo, Hidefumi Takahashi, Mohammad Saeed Bahramy, Atsuro Nomoto, Hideaki Sakai, Shintaro Ishiwata

Physical Review X　12　(1)　011033　2022年2月18日
出版者・発行元： American Physical Society (APS)
DOI： 10.1103/physrevx.12.011033 　

eISSN：2160-3308
Element dependence of local disorder in medium-entropy alloy CrCoNi 国際誌査読有り

N. Hanasaki, M. Oda, K. Niitsu, K. Ehara, H. Murakawa, H. Sakai, H. Nitani, H. Abe, H. Sagayama, H. Uetsuka, T. Karube, H. Inui

AIP Advances　11　(12)　125216-125216　2021年12月1日
出版者・発行元： AIP Publishing
DOI： 10.1063/5.0072766 　

eISSN：2158-3226
ブロック層を利用した多彩なディラック電子系物質の開拓ー磁性・極性とのカップリング招待有り査読有り

酒井英明

日本物理学会誌（最近の研究から）　76　(11)　729-734　2021年11月

DOI： 10.11316/butsuri.76.11_729 　
Dirac Loops in a Strongly Correlated Metal: Origin of Large Magnetoresistance? 招待有り

Hideaki Sakai

JPSJ News and Comments　18　14　2021年10月22日
出版者・発行元： Physical Society of Japan
DOI： 10.7566/jpsjnc.18.14 　

ISSN：2188-076X
Variation of charge dynamics upon antiferromagnetic transitions in the Dirac semimetal EuMnBi2 国際誌査読有り

H. Nishiyama, H. Sakai, K. Nakagawa, N. Hanasaki, S. Ishiwata, H. Masuda, M. Ochi, K. Kuroki, S. Iguchi, T. Sasaki, Y. Ikemoto, T. Moriwaki, K. Ueda, Y. Tokura, J. Fujioka

Physical Review B　104　(11)　115111　2021年9月7日
出版者・発行元： American Physical Society (APS)
DOI： 10.1103/physrevb.104.115111 　

ISSN：2469-9950

eISSN：2469-9969
Tunable spin-valley coupling in layered polar Dirac metals 査読有り

Masaki Kondo, Masayuki Ochi, Tatsuhiro Kojima, Ryosuke Kurihara, Daiki Sekine, Masakazu Matsubara, Atsushi Miyake, Masashi Tokunaga, Kazuhiko Kuroki, Hiroshi Murakawa, Noriaki Hanasaki, Hideaki Sakai

Communications Materials　2　(1)　49　2021年5月14日

DOI： 10.1038/s43246-021-00152-z 　

eISSN：2662-4443
Enhancing Thermopower and Nernst Signal of High‐Mobility Dirac Carriers by Fermi Level Tuning in the Layered Magnet EuMnBi 2 国際誌査読有り

Keigo Tsuruda, Kento Nakagawa, Masayuki Ochi, Kazuhiko Kuroki, Masashi Tokunaga, Hiroshi Murakawa, Noriaki Hanasaki, Hideaki Sakai

Advanced Functional Materials　31　(29)　2102275　2021年5月6日

DOI： 10.1002/adfm.202102275 　

ISSN：1616-301X

eISSN：1616-3028
Optimizations of the Sintering Temperature to Reduce the Nd₃RuO₇Phase and Investigations of their Effect on the Magnetic Properties in Nd₂Ru₂O₇ 査読有り

Utami Widyaiswari, Hideaki Sakai, Noriaki Hanasaki, Budhy Kurniawan, Isao Watanabe

Materials Science Forum　1028　3-8　2021年4月
出版者・発行元： Trans Tech Publications, Ltd.
DOI： 10.4028/www.scientific.net/msf.1028.3 　

eISSN：1662-9752

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One of the pyrochlore systems, Nd₂Ru₂O₇, shows unique magnetic properties and can be a candidate of the electrocatalyst material for industrial applications. This system shows magnetic anomalies around 1.8 K, 21 K, and 146 K. The anomaly at 21 K is suggested to be coming from the impurity component of Nd₃RuO₇ and is still debatable. To investigate the effects of impurities on the magnetic properties of this sample, we synthesized some samples (labelled as Sample-I and II) using the solid-state reaction method with different heat treatment conditions and measured the magnetic susceptibility. We found that low sintering temperatures generated impurity phases of raw materials and Nd₃RuO₇. We also confirmed that those impurity phases were able to be reduced by optimizing heat treatment conditions. The optimum temperature for the sintering process should not be higher than 1000°C. The higher sintering temperatures yield more Nd₃RuO₇ impurity phases. Magnetic susceptibility measurements showed that samples with Nd₃RuO₇ impurity phases exhibited a peak around 21 K in the zero field-cooled condition accompanied by a broad peak around 12 K in the field-cooled condition indicating the appearance of Nd₃RuO₇.
Ta181 nuclear quadrupole resonance study of the noncentrosymmetric superconductor PbTaSe2 査読有り

K. Yokoi, M. Yashima, H. Murakawa, H. Mukuda, K. Yamauchi, T. Oguchi, H. Sakai, N. Hanasaki

Physical Review B　102　(21)　214504　2020年12月10日
出版者・発行元： American Physical Society (APS)
DOI： 10.1103/physrevb.102.214504 　

ISSN：2469-9950

eISSN：2469-9969
Switching of band inversion and topological surface states by charge density wave 査読有り

N. Mitsuishi, Y. Sugita, M. S. Bahramy, M. Kamitani, T. Sonobe, M. Sakano, T. Shimojima, H. Takahashi, H. Sakai, K. Horiba, H. Kumigashira, K. Taguchi, K. Miyamoto, T. Okuda, S. Ishiwata, Y. Motome, K. Ishizaka

Nature Communications　11　(1)　2466　2020年12月
出版者・発行元： Springer Science and Business Media LLC
DOI： 10.1038/s41467-020-16290-w 　

eISSN：2041-1723

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Abstract Topologically nontrivial materials host protected edge states associated with the bulk band inversion through the bulk-edge correspondence. Manipulating such edge states is highly desired for developing new functions and devices practically using their dissipation-less nature and spin-momentum locking. Here we introduce a transition-metal dichalcogenide VTe₂, that hosts a charge density wave (CDW) coupled with the band inversion involving V3d and Te5p orbitals. Spin- and angle-resolved photoemission spectroscopy with first-principles calculations reveal the huge anisotropic modification of the bulk electronic structure by the CDW formation, accompanying the selective disappearance of Dirac-type spin-polarized topological surface states that exist in the normal state. Thorough three dimensional investigation of bulk states indicates that the corresponding band inversion at the Brillouin zone boundary dissolves upon the CDW formation, by transforming into anomalous flat bands. Our finding provides a new insight to the topological manipulation of matters by utilizing CDWs’ flexible characters to external stimuli.
Magnetic Properties of Pyrochlore Ruthenate Nd₂Ru₂O₇ Studied by μSR 査読有り

Utami Widyaiswari, Hideaki Sakai, Kanji Inoue, Noriaki Hanasaki, Dita Puspita Sari, Budhy Kurniawan, Isao Watanabe

Key Engineering Materials　860　288-293　2020年8月
出版者・発行元： Trans Tech Publications, Ltd.
DOI： 10.4028/www.scientific.net/kem.860.288 　

eISSN：1662-9795

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We investigated the magnetic properties of pyrochlore ruthenates, <italic>R</italic>₂Ru₂O₇, by using the muon spin relaxation (μSR) method. The appearance of a magnetically ordered state was confirmed below 145 K by observing the decrease in the initial asymmetry of the muon-spin polarization. This was due to a long-range ordering of Ru⁴⁺ spins. An additional anomaly in the μSR time spectrum was observed around 30 K. A part of the lost initial asymmetry was recovered and gradually decreases again with decreasing temperature below 30 K. This anomaly was supposed to be due to a magnetic ordering of Nd³⁺ spins which was coupled with ordered Ir moment via the 3<italic>d</italic>-4<italic>f</italic> exchange interaction.
Ferroelectric atomic displacement in multiferroic tetragonal perovskite Sr1/2Ba1/2MnO3 査読有り

D. Okuyama, K. Yamauchi, H. Sakai, Y. Taguchi, Y. Tokura, K. Sugimoto, T. J. Sato, T. Oguchi

Physical Review Research　2　(3)　033038　2020年7月8日
出版者・発行元： American Physical Society (APS)
DOI： 10.1103/physrevresearch.2.033038 　

eISSN：2643-1564
Nanoscale Imaging of Unusual Photoacoustic Waves in Thin Flake VTe2 査読有り

Asuka Nakamura, Takahiro Shimojima, Yusuke Chiashi, Manabu Kamitani, Hideaki Sakai, Shintaro Ishiwata, Han Li, Kyoko Ishizaka

Nano Letters　20　(7)　4932-4938　2020年6月9日
出版者・発行元： American Chemical Society (ACS)
DOI： 10.1021/acs.nanolett.0c01006 　

ISSN：1530-6984

eISSN：1530-6992
Field-induced spin reorientation in the antiferromagnetic Dirac material EuMnBi2 revealed by neutron and resonant x-ray diffraction 査読有り

H. Masuda, H. Sakai, H. Takahashi, Y. Yamasaki, A. Nakao, T. Moyoshi, H. Nakao, Y. Murakami, T. Arima, S. Ishiwata

Physical Review B　101　(17)　174411　2020年5月6日
出版者・発行元： American Physical Society (APS)
DOI： 10.1103/physrevb.101.174411 　

ISSN：2469-9950

eISSN：2469-9969
Angular dependence of interlayer magnetoresistance for antiferromagnetic Dirac semimetal $A$MnBi$_2$ ($A$=Sr, Eu) 査読有り

M. Kondo, H. Sakai∗, M. Komada, H. Murakawa, and N. Hanasaki

JPS Conf. Proc.　30　011016　2020年3月19日

DOI： 10.7566/JPSCP.30.011016 　
Bulk quantum Hall effect of spin-valley coupled Dirac fermions in the polar antiferromagnet BaMnSb2 査読有り

H. Sakai, H. Fujimura, S. Sakuragi, M. Ochi, R. Kurihara, A. Miyake, M. Tokunaga, T. Kojima, D. Hashizume, T. Muro, K. Kuroda, Takeshi Kondo, T. Kida, M. Hagiwara, K. Kuroki, M. Kondo, K. Tsuruda, H. Murakawa, N. Hanasaki

Physical Review B　101　(8)　081104(R)　2020年2月13日
出版者・発行元： American Physical Society (APS)
DOI： 10.1103/physrevb.101.081104 　

ISSN：2469-9950

eISSN：2469-9969
Angle-dependent nontrivial phase in the Weyl semimetal NbAs with anisotropic Fermi surface 査読有り

M. Komada, H. Murakawa, M. S. Bahramy, T. Kida, K. Yokoi, Y. Narumi, K. Kindo, M. Hagiwara, H. Sakai, and N. Hanasaki

Phys. Rev. B　101　(4)　045135-045135　2020年1月29日
出版者・発行元：
DOI： 10.1103/PhysRevB.101.045135 　

ISSN：2469-9950

eISSN：2469-9969
新奇伝導現象を示すディラック・ワイル電子系強相関物質の開発招待有り

酒井英明

生産と技術　72　(1)　91-93　2020年1月
圧力による電子バレー制御を利用した熱電性能の向上

酒井英明

クリーンエネルギー（日本工業出版）　28　(11)　20-24　2019年11月
Giant enhancement of cryogenic thermopower by polar structural instability in the pressurized semimetal MoTe2 査読有り

Hidefumi Takahashi, Kento Hasegawa, Tomoki Akiba, Hideaki Sakai, Mohammad Saeed Bahramy, Shintaro Ishiwata

PHYSICAL REVIEW B　100　(19)　195130-195130　2019年11月

DOI： 10.1103/PhysRevB.100.195130 　

ISSN：2469-9950

eISSN：2469-9969
High pressure synthesis of quasi-one-dimensional GdFeO3-type perovskite PrCuO3 with nearly divalent Cu ions 招待有り査読有り

M. Ito, H. Takahashi, H. Sakai, H. Sagayama, Y. Yamasaki, Y. Yokoyama, H. Setoyama, H. Wadati, K. Takahashi, Y. Kusano, S. Ishiwata

Chem. Commun.　55　(61)　8931-8934　2019年7月

DOI： 10.1039/C9CC04656A 　

ISSN：1359-7345

eISSN：1364-548X
Defect-induced electronic structures on SnSe surfaces 査読有り

K. Asakawa, F. Oguro, Y. Yoshida, H. Sakai, N. Hanasaki, Y. Hasegawa

Jpn. J. Appl. Phys.　58　SIIA06　2019年6月

DOI： 10.7567/1347-4065/ab147d 　

ISSN：0021-4922

eISSN：1347-4065
Large Enhancement of Thermoelectric Efficiency Due to a Pressure-Induced Lifshitz Transition in SnSe 査読有り

T. Nishimura, H. Sakai∗, H. Mori, K. Akiba, H. Usui, M. Ochi, K. Kuroki, A. Miyake, M. Tokunaga, Y. Uwatoko, K. Katayama, H. Murakawa, and N. Hanasaki

Phys. Rev. Lett.　122　(22)　226601　2019年6月

DOI： 10.1103/PhysRevLett.122.226601 　

ISSN：0031-9007

eISSN：1079-7114
Nanoscale ice-type structural fluctuation in spinel titanetes 査読有り

S. Torigoe, T. Hattori, K. Kodama, T. Honda, H. Sagayama, K. Ikeda, T. Otomo, H. Nitani, H. Abe, H. Murakawa, H. Sakai, N. Hanasaki

Phys. Rev. B　98　(13)　134443　2018年10月
出版者・発行元：
DOI： 10.1103/PhysRevB.98.134443 　

ISSN：2469-9950

eISSN：2469-9969
Negative-pressure-induced helimagnetism in ferromagnetic cubic perovskites Sr1−xBaxCoO3 査読有り

H. Sakai, S. Yokoyama, A. Kuwabara, J. S. White, E. Can ́evet, H. M. Rønnow, T. Koretsune, R. Arita, A. Miyake, M. Tokunaga, Y. Tokura, S. Ishiwata

Phys. Rev. Materials　2　104412　2018年10月

DOI： 10.1103/PhysRevMaterials.2.104412 　
Impact of antiferromagnetic order on Landau-level splitting of quasi-two-dimensional Dirac fermions in EuMnBi2 査読有り

H. Masuda, H. Sakai∗, M. Tokunaga, M. Ochi, H. Takahashi, K. Akiba, A. Miyake, K. Kuroki, Y. Tokura, and S. Ishiwata,

Phys. Rev. B　98　161108(R)　2018年10月

DOI： 10.1103/PhysRevB.98.161108 　
Quantitative evaluation of Dirac physics in PbTe 査読有り

K. Akiba, A. Miyake, H. Sakai, K. Katayama, H. Murakawa, N. Hanasaki, S. Takaoka, Y. Nakanishi, M. Yoshizawa, M. Tokunaga

Phys. Rev. B　98　(11)　115144　2018年9月

DOI： 10.1103/PhysRevB.98.115144 　

ISSN：2469-9950

eISSN：2469-9969
Evaluation of photo-induced shear strain in monoclinic VTe2 by ultrafast electron diffraction 査読有り

A. Nakamura, T. Shimojima, M. Matsuura, Y. Chiashi, M. Kamitani, H. Sakai, S. Ishiwata, H. Li, A. Oshiyama, K. Ishizaka

Appl. Phys. Express　11　(9)　092601-092601　2018年8月
出版者・発行元：
DOI： 10.7567/APEX.11.092601 　

ISSN：1882-0778

eISSN：1882-0786
Effect of uniaxial stress on the magnetic phases of CeAuSb2 査読有り

J. Park, H. Sakai, A. P. Mackenzie, C.W. Hicks

Phys. Rev. B　98　024426　2018年7月

DOI： 10.1103/PhysRevB.98.024426 　
Electrochemical synthesis of phthalocyanine–molecular mixed crystals in dilute solution 査読有り

R. Ishii, H. Murakawa, M. Nishi, M. Matsuda, H. Sakai, N. Hanasaki

Journal of Crystal Growth　487　92-95　2018年4月1日
出版者・発行元： Elsevier B.V.
DOI： 10.1016/j.jcrysgro.2018.02.023 　

ISSN：0022-0248
Enhanced magnetoresistance in the binary semimetal NbAs2 due to improved crystal quality 査読有り

K. Yokoi, H. Murakawa, M. Komada, T. Kida, M. Hagiwara, H. Sakai, N. Hanasaki

Phys. Rev. Materials　2　(2)　024203　2018年2月

DOI： 10.1103/PhysRevMaterials.2.024203 　

ISSN：2475-9953
Effect of applied orthorhombic lattice distortion on the antiferromagnetic phase of CeAuSb2 査読有り

Joonbum Park, Hideaki Sakai, Onur Erten, Andrew P. Mackenzie, Clifford W. Hicks

Physical Review B　97　(2)　024411　2018年1月11日
出版者・発行元： American Physical Society
DOI： 10.1103/PhysRevB.97.024411 　

ISSN：2469-9969 2469-9950
Lattice Dynamics of 1T’-MoTe2 Studied by Time-Resolved Transmission X-Ray Diffraction at SACLA 査読有り

T. Shimojima, A. Nakamura, K. Ishizaka, Y. Tanaka, K. Takubo, Y. Hirata, H. Wadati, S. Yamamoto, I. Matsuda, K. Ikeura, H. Takahashi, H. Sakai, S. Ishiwata, T. Togashi, S. Owada, T. Katayama, K. Tono, M. Yabashi, S. Shin

Adv. X-Ray. Chem. Anal., Japan　49　163-168　2018年
ペロブスカイト型異常高原子価鉄・コバルト酸化物の高圧合成と新奇磁気秩序相の探索招待有り査読有り

石渡晋太郎, 高橋英史, 酒井英明

高圧力の科学と技術　28　(3)　206-216　2018年
出版者・発行元：日本高圧力学会
DOI： 10.4131/jshpreview.28.206 　

ISSN：0917-639X

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Recent progress on perovskite-type oxides with unusually high-valence Fe⁴⁺ and Co⁴⁺ ions, especially for the latter system, is reviewed with showing magnetic phase diagrams. All the compounds are obtained by high-pressure oxygen annealing for the oxygen-deficient perovskites in the form of polycrystalline or single-crystalline samples prepared at ambient pressure. While cubic perovskite-type SrFeO₃ has been found to show various types of novel helimagnetic phases, cubic perovskite-type SrCoO₃ known as a room-temperature ferromagnet has been revealed to show helimagnetic ordering either by Ba substitution or Ca substitution for Sr. These systems provide rich magnetic phase diagrams and anomalous cross-correlation effects such as a giant inverse magnetovolume effect, which are inherent to the strong p-d hybridization generating itinerant oxygen ligand holes.<br>
Magnetocaloric Materials with Multiple Instabilities 招待有り査読有り

Yasujiro Taguchi, Hideaki Sakai, Debraj Choudhury

ADVANCED MATERIALS　29　(25)　1606144　2017年7月

DOI： 10.1002/adma.201606144 　

ISSN：0935-9648

eISSN：1521-4095
Observation of spin-polarized bands and domain-dependent Fermi arcs in polar Weyl semimetal MoTe2 査読有り

M. Sakano, M. S. Bahramy, H. Tsuji, I. Araya, K. Ikeura, H. Sakai, S. Ishiwata, K. Yaji, K. Kuroda, A. Harasawa, S. Shin, K. Ishizaka

PHYSICAL REVIEW B　95　(12)　121101(R)　2017年3月

DOI： 10.1103/PhysRevB.95.121101 　

ISSN：2469-9950

eISSN：2469-9969
Anticorrelation between polar lattice instability and superconductivity in the Weyl semimetal candidate MoTe2 査読有り

H. Takahashi, T. Akiba, K. Imura, T. Shiino, K. Deguchi, N. K. Sato, H. Sakai, M. S. Bahramy, S. Ishiwata

PHYSICAL REVIEW B　95　(10)　100501(R)　2017年3月

DOI： 10.1103/PhysRevB.95.100501 　

ISSN：2469-9950

eISSN：2469-9969
磁石の中のスピン秩序を利用したディラック電子の制御招待有り査読有り

酒井英明

パリティ（丸善出版）　32　(1)　2017年1月
Contrasting Magnetic Behaviors in Rhodium- and Ruthenium-Doped Cubic Perovskite SrFeO3: Nearly Ferromagnetic Metal versus Spin-Glass Insulator 査読有り

Masataka Kinoshita, Hideaki Sakai, Naoaki Hayashi, Yoshinori Tokura, Mikio Takano, Shintaro Ishiwata

ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION　55　(49)　15292-15296　2016年12月

DOI： 10.1002/anie.201608222 　

ISSN：1433-7851

eISSN：1521-3773
Critical enhancement of thermopower in a chemically tuned polar semimetal MoTe2 査読有り

Hideaki Sakai, Koji Ikeura, Mohammad Saeed Bahramy, Naoki Ogawa, Daisuke Hashizume, Jun Fujioka, Yoshinori Tokura, Shintaro Ishiwata

SCIENCE ADVANCES　2　(11)　e1601378　2016年11月

DOI： 10.1126/sciadv.1601378 　

ISSN：2375-2548
ディラック電子の流れを制御できる新磁性体招待有り査読有り

酒井英明

パリティ（丸善出版）　31　(11)　2016年11月
Relation between the structural phase transition and superconductivity in CuxIrTe2−ySey 査読有り

M. Kamitani, H. Sakai, Y. Tokura, S. Ishiwata

Phys. Rev. B　94　(13)　134507　2016年10月

DOI： 10.1103/PhysRevB.94.134507 　

ISSN：2469-9950

eISSN：2469-9969
新しい多層ディラック電子系EuMnBi2における磁気秩序と結合した量子伝導現象招待有り査読有り

酒井英明, 増田英俊, 石渡晋太郎

固体物理（アグネ）　51　(9)　2016年9月
Field-temperature phase diagram and entropy landscape of CeAuSb2 査読有り

Lishan Zhao, Edward A. Yelland, Jan A. N. Bruin, Ilya Sheikin, Paul C. Canfield, Veronika Fritsch, Hideaki Sakai, Andrew P. Mackenzie, Clifford W. Hicks

PHYSICAL REVIEW B　93　(19)　195124　2016年5月

DOI： 10.1103/PhysRevB.93.195124 　

ISSN：2469-9950

eISSN：2469-9969
Revealing the ultrafast light-to-matter energy conversion before heat diffusion in a layered Dirac semimetal 査読有り

Y. Ishida, H. Masuda, H. Sakai, S. Ishiwata, S. Shin

PHYSICAL REVIEW B　93　(10)　100302　2016年3月

DOI： 10.1103/PhysRevB.93.100302 　

ISSN：2469-9950

eISSN：2469-9969
Quantum Hall effect in a bulk antiferromagnet EuMnBi2 with magnetically confined two-dimensional Dirac fermions 査読有り

Hidetoshi Masuda, Hideaki Sakai, Masashi Tokunaga, Yuichi Yamasaki, Atsushi Miyake, Junichi Shiogai, Shintaro Nakamura, Satoshi Awaji, Atsushi Tsukazaki, Hironori Nakao, Youichi Murakami, Taka-Hisa Arima, Yoshinori Tokura, Shintaro Ishiwata

Science Advances　2　(1)　e150111710.1126/sciadv.1501117　2016年1月1日
出版者・発行元： American Association for the Advancement of Science
DOI： 10.1126/sciadv.1501117 　

ISSN：2375-2548
Rich structural phase diagram and thermoelectric properties of layered tellurides Mo1−xNbxTe2 査読有り

K. Ikeura, H. Sakai, M. S. Bahramy, S. Ishiwata

APL Mat.　3　(4)　041514　2015年4月

DOI： 10.1063/1.4913967 　

ISSN：2166-532X
Insulator-to-superconductor transition upon electron doping in a BiS2-based superconductor Sr1−xLaxFBiS2 査読有り

H. Sakai, D. Kotajima, K. Saito, H.Wadati, Y.Wakisaka, M. Mizumaki, K. Nitta, Y. Tokura, S. Ishiwata

J. Phys. Soc. Jpn.　83　(1)　014709　2014年1月

DOI： 10.7566/JPSJ.83.014709 　

ISSN：0031-9015
Similarity of Scattering Rates in Metals Showing T-Linear Resistivity 査読有り

J. A. N. Bruin, H. Sakai, R. S. Perry, A. P. Mackenzie

SCIENCE　339　(6121)　804-807　2013年2月

DOI： 10.1126/science.1227612 　

ISSN：0036-8075

eISSN：1095-9203
Soft phonon mode coupled with antiferromagnetic order in incipient-ferroelectric Mott insulators Sr1−xBaxMnO3 査読有り

H. Sakai, J. Fujioka, T. Fukuda, M. S. Bahramy, D. Okuyama, R. Arita, T. Arima, A. Q. R. Baron, Y. Taguchi, Y. Tokura

Phys. Rev. B　86　(10)　104407　2012年9月

DOI： 10.1103/PhysRevB.86.104407 　

ISSN：1098-0121
Thermoelectric Properties of Electron-Doped SrMnO3 Single Crystals with Perovskite Structure 査読有り

T. Suzuki, H. Sakai, Y. Taguchi, Y. Tokura

JOURNAL OF ELECTRONIC MATERIALS　41　(6)　1559-1563　2012年6月

DOI： 10.1007/s11664-011-1860-1 　

ISSN：0361-5235
Emergent phenomena in perovskite-type manganites 査読有り

Y. Taguchi, H. Sakai, D. Okuyama, S. Ishiwata, J. Fujioka, T. Fukuda, D. Hashizume, F. Kagawa, Y. Takahashi, R. Shimano, Y. Tokunaga, Y. Kaneko, A. Nakao, H. Nakao, Y. Murakami, K. Sugimoto, M. Takata, K. Yamauchi, S. Picozzi, A. Q. R. Baron, T. Arima, Y. Tokura

PHYSICA B-CONDENSED MATTER　407　(11)　1685-1688　2012年6月

DOI： 10.1016/j.physb.2012.01.006 　

ISSN：0921-4526
Displacement-type ferroelectricity with off-center magnetic ions in perovskite Sr1−xBaxMnO3 査読有り

H. Sakai, J. Fujioka, T. Fukuda, D. Okuyama, D. Hashizume, F. Kagawa, H. Nakao, Y. Murakami, T. Arima, A. Q. R. Baron, Y. Taguchi, Y. Tokura

Phys. Rev. Lett.　107　(13)　137601　2011年9月

DOI： 10.1103/PhysRevLett.107.137601 　

ISSN：0031-9007

eISSN：1079-7114
Magnetically driven ferroelectric atomic displacements in orthorhombic YMnO3 査読有り

D. Okuyama, S. Ishiwata, Y. Takahashi, K. Yamauchi, S. Picozzi, K. Sugimoto, H. Sakai, M. Takata, R. Shimano, Y. Taguchi, T. Arima, Y. Tokura

PHYSICAL REVIEW B　84　(5)　054440　2011年8月

DOI： 10.1103/PhysRevB.84.054440 　

ISSN：1098-0121
Electron doping in the cubic perovskite SrMnO3: Isotropic metal versus chainlike ordering of Jahn-Teller polarons 査読有り

H. Sakai, S. Ishiwata, D. Okuyama, A. Nakao, H. Nakao, Y. Murakami, Y. Taguchi, Y. Tokura

PHYSICAL REVIEW B　82　(18)　180409(R)　2010年11月

DOI： 10.1103/PhysRevB.82.180409 　

ISSN：1098-0121
Impact of Bicritical Fluctuation on Magnetocaloric Phenomena in Perovskite Manganites 査読有り

Hideaki Sakai, Yasujiro Taguchi, Yoshinori Tokura

JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN　78　(11)　113708　2009年11月

DOI： 10.1143/JPSJ.78.113708 　

ISSN：0031-9015
Composite domain walls in a multiferroic perovskite ferrite 査読有り

Yusuke Tokunaga, Nobuo Furukawa, Hideaki Sakai, Yasujiro Taguchi, Taka-hisa Arima, Yoshinori Tokura

NATURE MATERIALS　8　(7)　558-562　2009年7月

DOI： 10.1038/NMAT2469 　

ISSN：1476-1122

eISSN：1476-4660
Dopant-Dependent Impact of Mn-Site Doping on Critical-State Manganites R0.6Sr0.4MnO3 (R = La, Nd, Sm, and Gd) 査読有り

Hideaki Sakai, Kiminori Ito, Takayuki Nishiyama, Xiuzhen Yu, Yoshio Matsui, Shigeki Miyasaka, Yoshinori Tokura

JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN　77　(12)　124712　2008年12月

DOI： 10.1143/JPSJ.77.124712 　

ISSN：0031-9015
Current-induced persistent magnetization in a relaxorlike manganite 査読有り

H. Sakai, Y. Tokura

APPLIED PHYSICS LETTERS　92　(10)　102514　2008年3月

DOI： 10.1063/1.2897299 　

ISSN：0003-6951
Fe-doping-induced evolution of charge-orbital ordering in a bicritical-state manganite 査読有り

H. Sakai, K. Ito, R. Kumai, Y. Tokura

PHYSICAL REVIEW B　76　(15)　155112　2007年10月

DOI： 10.1103/PhysRevB.76.155112 　

ISSN：1098-0121
Reversible resistive switching in Bi4Ti3O12 thin films deposited by electron cyclotron resonance sputtering 査読有り

Yoshito Jin, Hideaki Sakai, Masaru Shimada

JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 1-REGULAR PAPERS BRIEF COMMUNICATIONS & REVIEW PAPERS　45　(4B)　3243-3246　2006年4月

DOI： 10.1143/JJAP.45.3243 　

ISSN：0021-4922
Effective-mass approach to interaction effects on electronic structure in carbon nanotubes 査読有り

H Sakai, H Suzuura, T Ando

PHYSICA E-LOW-DIMENSIONAL SYSTEMS & NANOSTRUCTURES　22　(1-3)　704-707　2004年4月

DOI： 10.1016/j.physe.2003.12.104 　

ISSN：1386-9477
Effective-mass theory of electron correlations in band structure of semiconducting carbon nanotubes 査読有り

H Sakai, H Suzuura, T Ando

JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN　72　(7)　1698-1705　2003年7月

DOI： 10.1143/JPSJ.72.1698 　

ISSN：0031-9015

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講演・口頭発表等 25

Dirac fermions in complex magnets with Bi square nets 国際会議招待有り

H. Sakai

The 24th Taiwan-Japan-Korea Symposium on Strongly Correlated Electron Systems (TJK24)　2026年3月5日
A homologous series of layered magnetic topological semimetals 国際会議

H. Sakai, A. Yamashita, R. Mizuno, M. Ochi, et al

Pacifichem 2025　2025年12月19日
High-field transport & lattice instability in SrCdBi2 with a 2D Bi layer 国際会議

H. Sakai

1000-Tesla Science Workshop　2025年12月7日
複雑磁気秩序とディラック電子の協奏招待有り

酒井英明

日本物理学会第80回年次大会シンポジウム講演　2025年9月16日
ThCr2Si2型Ce磁性層を有するBi正方格子物質Ce3Au4Ge2Bi4における特異なディラック電子状態

酒井英明, 山下淳志, 水野竜太, 越智正之, 他

日本物理学会 2025年春季大会　2025年3月21日
P T 対称な反強磁性体の非相反伝導現象招待有り

酒井英明

学術変革領域 (A) トピカルミーティング「精密計測 × アシンメトリ量子物質」　2025年2月9日
Current-induced Nematic Dirac Valleys in SrMnBi2 with Odd-parity Multipole 招待有り

H. Sakai

UMMS24 (Max-Planck Institute CPfS seminar)　2024年9月4日
Control of lattice and magnetism of layered Dirac materials: Material design and uniaxial stress 招待有り

H. Sakai

Elast-Q-Mat Colloquia　2024年5月2日
Exploration of Dirac/Weyl magnets based on the block-layer concept 招待有り

H. Sakai

Max-Planck Institute CPfS seminar　2023年8月23日
特異なスピン分裂バンドを有するトポロジカル磁性体の輸送現象招待有り

酒井英明

第2回「第一原理計算と機械学習の進歩と調和」研究会　2023年6月5日
ブロック層制御による磁性・極性トポロジカル物質の開拓招待有り

酒井英明

金研研究会ー強相関物質における創発物性研究の現状と将来展望　2023年4月22日
Block-layer Design of Magnetic and Polar Dirac/Weyl Semimetals 国際会議招待有り

H. Sakai

The 6th Symposium for the Core Research Clusters for Materials Science and Spintronics, and the 5th Symposium on International Joint Graduate Program in Materials Science　2022年10月25日
Tunable spin-valley coupling and nonreciprocal transport in polar Dirac metal BaMn$X_2$ ($X$=Sb, Bi) 国際会議

H. Sakai, M. Kondo, M. Ochi, T. Kojima, R. Kurihara, M. Kimata, K. Sudo, D. Sekine, M. Matsubara, A. Miyake, M. Tokunaga, K. Kuroki, H. Murakawa, N. Hanasaki

29th International Conference on Low Temperature Physics (LT29)　2022年8月20日
磁性・極性を有するディラック・ワイル半金属の強磁場輸送現象招待有り

酒井英明

ISSPワークショップ--1000テスラ超強磁場科学の開拓　2022年6月11日
Block-layer design for high-mobility magnetic and polar Dirac materials 国際会議招待有り

H. Sakai

SMS2022 (Summit of Materials Science 2022)　2022年3月2日
Tuning Thermoelectric Performance for a Layered Dirac Material with High-mobility Carriers 国際会議招待有り

H. Sakai

MRM2021 (Materials Research Meeting)　2021年12月15日
Spin/valley-polarized quantum transport in magnetic and polar Dirac materials 国際会議招待有り

H. Sakai

Asia-Pacific Conference on Condensed Matter Physics 2021 (AC2MP2021)　2021年12月1日
量子物質研究と強磁場 –最近の潮流と展望招待有り

酒井英明

強磁場コラボラトリ 2030 シンポジウム　2020年12月3日
Quantum transport coupled with magnetic order and lattice polarization in layered Dirac materials 国際会議招待有り

H. Sakai

ARHMF2020 (Asian regional high-field conference)　2020年12月2日
Dirac fermions couples with magnetic order and lattice polarization 国際会議招待有り

H. Sakai

APCTP-KPS-JPS joint meeting on “New trends in quantum and topological matters under extreme condition”　2020年11月6日
磁性・極性と結合した量子伝導を示すトポロジカル層状物質の開拓招待有り

酒井英明

ISSP ワークショップ–量子物質研究の最近の進展と今後の展望　2020年9月24日
第一回強磁場フォーラムフロンティア奨励賞講演「強磁場を用いたディラック電子系磁性体の強相関量子輸送現象の解明」招待有り

酒井英明

物性研短期研究会/強磁場科学研究会–強磁場コラボラトリーによる強磁場科学の新展開　2019年12月4日
Bulk Half-integer Quantum Hall Effect in Dirac Antiferromagnet BaMnSb2 国際会議

H. Sakai, H. Fujimura, R. Kurihara, A. Miyake, M. Tokunaga, T. Kida, M. Hagiwara, K. Tsuruda, H. Murakawa, N. Hanasaki

The International Conference on Strongly Correlated Electron Systems 2019 (SCES2019)　2019年9月28日
Correlated quantum transport in layered Dirac antiferromagnets 国際会議招待有り

H. Sakai

Cond Mat Seminars (School of Physics and Astronomy, University of St Andrews)　2019年5月19日
Bulk quantum Hall effect of massless Dirac fermions in BaMnSb2 国際会議招待有り

H. Sakai

Workshop on Spin-Orbit Interaction and G-factor (SOIG2019)　2019年5月9日

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産業財産権 7

記録再生装置

酒井英明, 神好人, 嶋田勝, 榎本陽一

特許第4071786号

産業財産権の種類: 特許権
ターゲット

神好人, 酒井英明, 嶋田勝, 木内幹保

特許第4441646号

産業財産権の種類: 特許権
メモリ装置

酒井英明, 神好人, 嶋田勝, 榎本陽一

特許第4490323号

産業財産権の種類: 特許権
2安定抵抗値取得装置及びその製造方法

神好人, 酒井英明, 嶋田勝

特許第4559425号

産業財産権の種類: 特許権
白金薄膜の形成法

赤澤方省, 酒井英明, 神好人, 嶋田勝

特許第 4680752 号

産業財産権の種類: 特許権
2安定抵抗値取得装置及びその製造方法

神好人, 酒井英明, 嶋田勝

特許第5189613号

産業財産権の種類: 特許権
マンガン酸化物、マンガン酸化物を備える強誘電体メモリ素子、および強誘電体メモリ装置

酒井英明, 田口康二郎, 十倉好紀

特許第5846571号

産業財産権の種類: 特許権

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共同研究・競争的資金等の研究課題 13

奇パリティ多極子磁性体の振動発電

酒井英明

2025年6月27日～ 2028年3月31日
1000 Tバンド電子の探求と理解

徳永将史, 伏屋雄紀, 酒井英明, 秋葉和人, 瀬尾優太

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)

研究機関：The University of Tokyo

2023年4月1日～ 2028年3月31日

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量子極限状態における新奇量子状態の探索に関して、徳永と伏屋の連携による研究を行い、半金属組成のBiSb合金が強磁場中で超量子極限状態に到達した後で磁場印加方向にだけ電気伝導が絶縁体的に見える現象を見出した。類似した現象は半金属半導体転移近傍にある他の物質でも再現が期待される。秋葉と徳永は半金属半導体転移を圧力で調整できる黒リンに注目し、高圧・低温・強磁場の多重極限環境下で磁気輸送特性を研究した。その結果に関して伏屋の助言を得ながらバンド計算および磁気輸送特性の計算を行い、高圧下で半金属下した黒リンの電子状態を解明した。酒井と徳永はバンド電子への磁場効果で起こりうる磁場誘起構造相転移の探索を進めている。対象物質の一つであるAMnBi2（Aは２価の金属イオン）の系に対して外部摂動として磁場の他に一軸歪みを加えた時に起こる応答を調べている。その結果、この系で結合状態の変化で起こるとみられる極性ー非極性転移を外場で制御できることを示唆する予備的な結果を得るに至った。また類似した結合制御の対象であるIV-VI族半導体に関する研究対象としてSnTeの強磁場物性を研究してきた。Sn欠損を抑えた試料の合成に成功し、無磁場下の冷却で結合状態の変化による極性結晶への相転移を観測した。この試料に対してパルス強磁場下における超音波測定を行ったところ、極性ー非極性転移温度付近で応答が巨大化する不思議な量子振動現象を捉えた。常磁性効果による構造制御を目指した研究では瀬尾と徳永が連携し、いくつかの原子層デバイスに対する強磁場応答を研究している。その中で磁場中の電子状態を評価するために作製したトンネル接合を用いてパルス強磁場下においても電子状態のスペクトルを明瞭に評価できることが明らかになった。
p電子系の特異なg因子を活かした高度スピン変換機能の開拓

伏屋雄紀, 白石誠司, 平原徹, 酒井英明

2023年4月～ 2027年3月

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本研究では，目的を達成するために（１）Biと（２）ポストBi物質（IV-VI族半導体と層状ディラック物質）の２系統を平行して研究を進めている． (1-1) Biにおいてg因子の異方性を考慮したスピンホール効果の計算を行った．g因子およびその異方性を，独自に開発したπ-matrix法を用いて計算した結果，Biのスピン変換効率を定量的に求めることが出来た．スピン流の定義の違いによるスピンホール伝導度計算の違いを明らかにし，スピン磁気モーメントの流れに基づく定義が実験結果と矛盾しないことを明らかにした． (1-2) キャリア密度変化に由来する弾性抵抗の理論の基本的枠組みを構築した．あわせて，Biにおいて弾性抵抗の測定を行った．その結果，応力によりバレー自由度が制御できることを明らかにした．さらに，第一原理計算に基づいてバンド構造の一軸応力による変化を計算し，実験で得られた弾性抵抗の変化がキャリア密度の変化で説明できることを明らかにした． (2-1) 二次元ビスマス層を有する物質系の基本物質であるEuMnBi2において，g因子のフェルミエネルギー依存性を量子振動測定により解明した．フェルミエネルギーがディラックバンドの電荷中性点に近づくと，g因子が増大することを明らかにした．得られた成果を論文として発表した． (2-2) in situ ホール効果測定システムを立ち上げ，磁性トポロジカル絶縁体ヘテロ構造MnBi2Te4/Bi2Te3の磁化特性の評価を行った．基板とBi2Te3の界面におけるBi原子１層の有無により，観測される異常ホール効果が異なり，Biのスピン軌道結合由来の異常ホール効果が起きることが分かった．
スピン・バレー結合した超高易動度ディラック電子の新奇非相反・非線形伝導現象の開拓

酒井英明, 木俣基

2022年4月1日～ 2026年3月31日

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本研究では、極性・磁性を持つディラック・ワイル半金属を対象に、元素置換や外部応力により、ディラック・ワイル電子状態のスピン・バレー結合、スピン分裂、ベリー位相、キャリア濃度を系統的に制御することで、非相反・非線形伝導の微視的メカニズムを解明し、その効果の巨大化を目指す。2023年度は、極性ディラック半金属BaMnX2を対象に、基本物質X =Sbよりも複雑な二種類のバレーからなる X =Bi において非相反伝導の測定を行った。X =Sb の場合と同様に FIB加工により，単一ドメイン内において電流方向の異なる二種類のデバイスを作製し、それぞれの非相反伝導特性を比較した。その結果、両者の非相反抵抗率には顕著な温度依存性の違いがあることを見出した。X=Sbでは、非相反抵抗率は室温から低温に向かって単調に増加するのに対し、X=Biでは低温でピークを示す非単調な挙動が確認された。このような顕著な違いは，X =Sb と X =Bi のスピン・バレー状態の違いに起因することを、バンド計算に基づき定性的に説明することに成功し、これらの成果は学術論文として発表された。さらに、外部応力により格子歪みを変化させ，非相反効果を制御することを目指した。これに向け，独マックスプランク研究所(ドレスデン)に出張し，同研究所で開発された一軸性圧力印加セルを用いた実験を実施した。この実験では、常圧下で正方格子を有する本物質系の単結晶に対し、数十MPa程度の微弱な一軸応力を印加することで、明瞭な格子のソフト化を観測した。これにより、本物質系の結晶構造が外部応力に対して非常に敏感であることが明らかとなった。
自然超格子トポロジカル高温超伝導体の開拓

酒井英明

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

研究機関：Osaka University

2022年6月30日～ 2025年3月31日

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本研究では、高温超伝導層とトポロジカル絶縁層の自然超格子物質とみなせる鉄系超伝導体の開拓することにより、従来よりも高温でのトポロジカル超伝導の実現を目指す。得られたバルク単結晶のフェルミエネルギーを制御することで、マヨラナ粒子状態の実現も試みる。本年度は、まず前年度に合成した微単結晶のフェルミエネルギーの位置を実験的に解明することを目指し、パルス強磁場中での量子振動の観測を試みた。合成済みの単結晶は最大辺が200－300ミクロンであったため、今回はカンチレバーを用いた磁気トルク測定を採用した。Eu系の単結晶では、Euの大きな磁気モーメントに由来するトルクのため、10テスラ以下の磁場でサンプルがカンチレバーから外れてしまい、高磁場での測定には至らなかった。一方、Ca系の単結晶では60Tまで磁気トルクの測定に成功したが、明瞭な量子振動は観測できなかった。ただし、上部臨界磁場に対応する異常も観測されず、トルクのシグナルを正確に検出できていたかを今後検証する。以上の結果から、磁気トルクに加え、より量子振動に敏感な測定方法を試す必要があることがわかった。また、パルス強磁場実験で信頼性の高いデータを取得するためには、実験室の低磁場マグネットで基本磁気特性を確認する必要があるため、これが可能となるより大きなサイズの結晶の育成も目指していく。
ディラック電子系強磁性体の自発磁化と結合した異常量子輸送現象の開拓

酒井英明

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：Osaka University

2019年4月～ 2022年3月

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本研究では、磁性層とディラック電子層が積層した層状磁性体を対象に、ディラック電子特有の量子輸送現象を自発磁化で制御できる（弱）強磁性体の新規開拓を行った。スピンキャントによる弱強磁性を示すBaMnX2では、X正方格子がわずかに歪み、面内方向に極性が生じることを見出した。この歪みは自発磁化に加え、スピン軌道相互作用によりディラック電子にスピンとバレーのロック状態を引き起こすため、弱磁場で特異な磁気輸送現象が発現する。また、磁性と強く結合する反強磁性体EuMnBi2では、Euサイトを他の希土類元素で部分置換することで、自発磁化やフェルミエネルギーを系統的に制御できることを実証した。
新規フラストレートハニカム磁性体の開拓と異常電気磁気効果の解明

酒井英明

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

研究機関：Osaka University

2019年6月～ 2021年3月

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本研究は、非自明な磁気構造を有するハニカム磁性体の開拓とその異常物性の解明を目的とした。まず、波打ったハニカム構造を有するAM2X2系磁性体を主対象に、系統的な単結晶の合成と外部応力の印加により、磁気秩序や電子状態の制御を目指した。この結果、応力に対し敏感に電子状態が変化することを見出した。これは、応力により磁気秩序も制御可能なことを示唆している。さらに、ハニカム構造を有するファンデルワールス強磁性体CrGeTe3を対象に、強磁性転移温度の制御を目指した。この結果、Crサイトを他の遷移金属で部分置換することにより、キャリアをドープすることで、強磁性転移温度を上昇できることを見出した。
有機・無機複合化による熱電変換効率の向上

花咲徳亮, 酒井英明, 村川寛

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

研究機関：Osaka University

2016年4月～ 2019年3月

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熱電材料において変換効率を向上させるため、熱を運ぶ音響フォノンを、ラットリングを起こす原子で散乱する事が行われる。有機分子には多くの分子内振動モードがある。これらのモードを活用できれば有意義である。我々は無機層状化合物に陽イオンの有機分子を電気化学的な方法で導入する事を試みた。電子的キャリアを注入する事で電気伝導率を向上させるとともに、熱伝導率を下げる事に成功した。これは導入された有機陽イオンがフォノンの散乱に有効であったためと考えられる。本研究を通じて、変換効率を向上させる事ができた。
強相関ディラック電子系磁性体の新規開拓

酒井英明

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Young Scientists (A)

研究機関：Osaka University

2016年4月～ 2019年3月

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本研究では、磁性層とディラック電子層が積層した層状磁性体において、超高移動度のディラック電子と局在スピンの強相関状態に起因する量子輸送現象の開拓と、その基礎物理構築を目的とした。この結果、ランダウ準位のスピン分裂構造の詳細を解明し、ディラック電子バンドが局在スピンとの交換相互作用により、磁気秩序に依存した変調を受けることを実験・理論面から示した。さらに、中性子回折実験により反強磁性パターンの磁場依存性を調べ、巨大磁気抵抗効果の起源を考察した。またブロック層の元素置換によりディラック電子のキャリア濃度制御を実証し、熱電材料としての性能向上やディラック点近傍の特異な電子状態の解明に取り組んだ。
新規ハニカムシート構造を有するポストグラフェン材料の高圧合成と電気化学的物性制御

酒井英明

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

研究機関：Osaka University

2015年4月～ 2017年3月

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本研究では、ポストグラフェン材料の新規開拓を目的に、周期律表第13－15属元素からなるハニカムシートや機能性原子層が積層したバルク新物質を、超高圧を主軸とする極限環境を利用して合成した。この結果、リンのハニカムシートからなる黒リンにおいて、元素置換によるキャリア濃度の大幅制御に成功した。さらに、空間反転が破れた積層構造を有する遷移金属ダイカルコゲナイド材料や、擬二次元ディラック電子が磁性と強くカップルする層状磁性体の新規合成にも成功した。また、得られた新物質の幅広い物性制御を目指し、有機分子のインターカレーションによるキャリア濃度制御や熱電性能の最適化に取り組み、手法確立に向けた知見を得た。
超イオン伝導性を示す高移動度熱電変換材料の開発と乱れの制御

石渡晋太郎, 酒井英明

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

研究機関：The University of Tokyo

2013年4月～ 2015年3月

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本研究では、ガラスのように低い熱伝導性と高い電子移動度を併せ持つ理想的な高効率熱電変換材料の開発を目指し、層状遷移金属カルコゲナイドに着目した結晶性の制御および物質開発を進めた。超イオン伝導を示すCuAgSe多結晶体は、ドメインを大きくすると電気抵抗が大幅に減少し、200K以下の低温で電力因子が2倍近く増大することを見いだした。また、高い移動度を示す半金属1T-MoTe2に着目し、Nb置換による正孔ドープを進めたところ、10%の置換で室温の熱電性能が大幅に向上すること(ZT~0.02）、60%程度の置換で反転中心をもたない3R-(Mo,Nb)Te2が新規相として得られることが明らかになった。
高圧合成による単結晶を用いた電子ドープ型マンガン酸化物の開拓

酒井英明

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

研究機関：The Institute of Physical and Chemical Research

2010年～ 2011年

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高圧合成法を利用することにより、従来は未開拓であったマンガンの形式価数が4価近傍のペロブスカイト型マンガン酸化物の単結晶合成に成功した。元素の部分置換により系統的にキャリア数や格子定数を制御し、その新規物性を解明した。特に1%のキャリアにより、絶縁体-金属転移と磁気転移を制御できる新規磁性半導体を見出した。また格子定数を変化させることで、Mn4+の磁性イオンが自発的に変位する強誘電転移を発見した。従来の磁性強誘電体に比べ2桁以上分極が大きく、スピントロニクスへの応用上、重要な物質群を開拓する結果となった。
強相関リラクサー物質の開拓とその相制御

酒井英明

2007年～ 2008年

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ペロブスカイト型マンガン酸化物では、強磁性金属相と電荷軌道整列絶縁体相の異なる二相が競合している。相境界(臨界点)近傍の物質では、磁場印加や不純物ドープに対して、二相の転換が生じるため巨大応答が現れる。例えば、不純物効果に関して、電荷軌道整列相が数%のCrドープにより融解し、強磁性金属相が誘起されることが知られている。これとは反対に、近年我々は強磁性金属相における不純物効果を調べ、Feドープが強磁性金属を弱体化させ電荷軌道整列を誘起することを見出した。このような効果は、臨界点付近の物質のみで確認されており、本年度の研究ではさらにその普遍性を解明するため、R0.6Sr0.4Mn03なる強磁性金城(R=La,Nd,Sm)-短距離電荷軌道整列スピングラス絶縁体(R=Gd)の臨界系にてFeドープ効果を調べた。本系はRを変化させバンド幅を減少させることにより、強磁性転移温度を375Kから120Kまで幅広く変えられるため、Feドープ効果の変化を系統的に調べることができる。強磁性金属を示すR=La-Smでは、Feドープにより強磁性転移温度は急激に減少し、スピングラス絶縁体相が現れる。透過型電子顕微鏡やラマン散乱測定により、これらのスピングラス相では電荷軌道整列相関が発達していることが明らかとなった。さらに、R=Gdにおける不純物効果についても詳細に調べた。Feドープでは顕著な効果が現れないが、Crドープでは短距離電荷軌道整列状態が破壊され強磁性金属が誘起されることが観測された。以上より、FeとCrの対照的なドープ効果は、系のバンド幅やホール濃度、秩序相の相関長などによらず普遍的に成立することがわかった。本成果は、マンガン酸化物の相競合状態を、不純物の種類を変化させることにより双方向に制御できることか示唆しており、磁場かどか用いかい新たな臨界状態相制御法を確立する結果となった。

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