東京大学,京都大学,東北大学,理化学研究所,東京都立大学,科学技術振興機構（JST）

2026（令和8）年4月28日

東京大学
京都大学
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理化学研究所
東京都立大学
科学技術振興機構（JST）

フラットバンドが生む世界最大の横磁気熱電伝導率

～磁気秩序下での遍歴フラットバンドを初めて実証～

ポイント

東京大学 大学院理学系研究科の見波 将 特任助教（研究当時、現：京都大学 大学院工学研究科 助教）、Yangming Wang 博士課程学生（研究当時）、中村 紘人 博士課程学生（研究当時）、酒井 明人 講師と中辻 知 教授らの研究グループは、同大学 大学院 有田 亮太郎 教授（兼：理化学研究所 創発物性科学研究センター チームディレクター）、理化学研究所 創発物性科学研究センターの大岩 陸人 基礎科学特別研究員（研究当時、現：北海道大学 講師）、東北大学 材料科学高等研究所（WPI-AIMR）の相馬 清吾 准教授、佐藤 宇史 教授らと共同で、フェリ磁性体GdCo5において、室温で過去最大の横磁気熱電伝導率を観測しました。また、巨大な磁気熱電効果の起源が波動関数の干渉効果により生じた遍歴フラットバンドであることを、実験と理論の両面から明らかにしました。

GdCo5はハニカム格子とカゴメ格子が交互に積み重なった結晶構造を持ちます。本研究では、角度分解光電子分光（ARPES）と第一原理計算を組み合わせ、この積層格子上の波動関数の干渉効果により、遍歴フラットバンドが広い運動量空間にわたって存在することを明らかにしました。磁気秩序が生じている物質で遍歴フラットバンドが観測されたのは世界で初めての事例です。さらに、このフラットバンドに由来する巨大な磁気熱電効果を発見し、室温における横磁気熱電伝導率として過去最大の値を達成しました。本成果で見いだされた巨大な磁気熱電効果を利用することで、熱電デバイスやスピントロニクスデバイスの開発につながることが期待されます。

本研究成果は、2026年4月28日（中央ヨーロッパ夏時間）付で、「Advanced Materials」に掲載されました。

本研究は、科学技術振興機構（JST） 未来社会創造事業 大規模プロジェクト型「スピントロニクス光電インターフェースの基盤技術の創成」（課題番号：JPMJMI20A1）、先端国際共同研究推進事業（ASPIRE）「トポロジカル物質に基づく革新的量子エレクトロニクスの創成」（課題番号：JPMJAP2317）、戦略的創造研究推進事業 CREST（課題番号：JPMJCR18T1、JPMJCR18T3）、同 さきがけ（課題番号：JPMJPR20L7）、新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO） 「NEDO先導研究プログラム／エネルギー・環境新技術先導研究プログラム／トポロジカル物質を用いたユニバーサルメモリの研究開発」、科学研究費助成事業（課題番号：JP19H00650、JP19H05825、JP20K22479、JP21H04437、JP21J22318、JP22K14587、JP23K03298、JP24KF0186、JP24K00758、JP25H01250）の支援により実施されました。

＜プレスリリース資料＞

＜論文タイトル＞

“Evidence for itinerant ferromagnetic flat bands producing large transverse responses”
DOI：10.1002/adma.202517521

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