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Yoshida Hiroyuki

Faculty of Science　Physics　Electronic Condensed Matter PhysicsProfessor

Researcher basic information

■ Degree
  • 博士(科学), 東京大学
■ URL
researchmap URLホームページURL■ Various IDs
J-Global ID■ Research Keywords and Fields
Research Keyword
  • 高温高圧合成法
  • 水熱合成法
  • 新物質探索
  • マルチフェロイクス
  • 超伝導
  • フラストレーション
  • Solid State Chemistry
  • Solid State Physics
  • Material Science
Research Field
  • Natural Science, Magnetism, superconductivity and strongly correlated systems
■ Educational Organization

Career

■ Career
Career
  • Jul. 2022 - Present
    Hokkaido University, 大学院理学研究院, 教授
  • Apr. 2018 - Jun. 2022
    Hokkaido University, Faculty of Science, 准教授
  • Feb. 2014 - Mar. 2018
    Hokkaido University, Faculty of Science, 助教
Committee Memberships
  • Apr. 2022 - Present
    日本物理学会北海道支部 支部長
  • Sep. 2018 - Present
    物性グループ / 物性委員会, 事務局員, Society
  • Apr. 2014 - Present
    日本物理学会北海道支部, 庶務, Society
  • Oct. 2017 - Sep. 2018
    日本物理学会領域３, 運営委員（議事進行）, Society

Research activity information

■ Awards
  • Dec. 2021, Journal of the Physical Society of Japan, JPSJ Editor’s Choice
    µSR Study of Kapellasite-type Quantum Kagome Antiferromagnet CaCu3(OH)6Cl2·0.6H2O
    H. K. Yoshida, H. Okabe, S. Takeshita, H. Luetkens, A. Koda, and R. Kadono
  • Mar. 2020, 日本物理学会, 第14回日本物理学会若手奨励賞
    吉田紘行
  • Nov. 2019, 強磁場フォーラム, 第一回強磁場フォーラムフロンティア奨励賞
    吉田紘行
  • May 2019, 日本物理学会, Highly CiteArticle 2018
    Unusual Magnetic State with Dual Magnetic Excitations in the Single Crystal of S = 1/2 Kagome Lattice Antiferromagnet CaCu3(OH)6Cl2・0.6H2O
    H. Yoshida, N. Noguchi, Y. Matsushita, Y. Ishii, Y. Ihara, M. Oda, H. Okabe, S. Yamashita, Y. Nakazawa, A. 32Takata, T. Kida, Y. Narumi, and M. Hagiwara
  • May 2019, JPS, Highly Cited Article 2018
    Spin Resonance in the New-Structure-Type Iron-Based Superconductor CaKFe4As4
    K. Iida;M. Ishikado;Y. Nagai;H. Yoshida;A.D. Christianson;N. Murai;K. Kawashima;Y. Yoshida;H. Eisaki;A. Iyo
  • Nov. 2017, Physical Review B, Editor's Suggestion
    Spin dynamics in the high-field phases of volborthite
    M. Yoshida;K. Nawa;H. Ishikawa;M. Takigawa;M. Jeong;S. Krämer;M. Horvatić;C. Berthier;K. Matsui;T. Goto;S. Kimura;T. Sasaki;J. Yamaura;H. Yoshida;Y. Okamoto;Z. Hiroi
  • Aug. 2010, International Conference on Highly Frustrated Magnetism 2010, Best Poster Award
    Magnetic properties of novel classical triangular antiferromagnets Ag₂MO₂ (M = Cr, Fe)
    Hiroyuki Yoshida
  • 2009, Journal of the Physical Society of Japan, JPSJ Editor’s Choice
    Vesignieite BaCu3V2O8(OH)2 as a Candidate Spin-1/2 Kagome Antiferromagnet
    Y. Okamoto, H. Yoshida, Z. Hiroi
■ Papers
■ Other Activities and Achievements
■ Books and other publications
  • Observation of spin dynamics that does not freeze even at extremely low temperature
    H.K. Yoshida; Y. Ihara; H. Okabe; A. Koda; R. Kadono
    アグネ 技術センター, Sep. 2022, [Joint work]
■ Lectures, oral presentations, etc.
  • Exploring of the new materials without time- and spatial-inversion symmetry
    Hiroyuki Yoshida
    第29回日本MRS年次大会, 27 Nov. 2019, Japanese, Invited oral presentation
    [Invited], [Domestic Conference]
  • Application of hydrothermal technique to develop 3d transition metal compounds without local inversion symmetry
    Hiroyuki Yoshida
    J-Physics 2019 International Conference, 17 Sep. 2019, English, Invited oral presentation
    [Invited], [International presentation]
  • Dual magnetic excitations in S = 1/2 kagome antiferromagnet CaCu3(OH)6Cl2•0.6H2O
    Hiroyuki Yoshida
    International workshop on topological quantum materials 2019, 10 Jan. 2019, English, Invited oral presentation
    [Invited], [International presentation]
  • Unusual magnetic ground state with dual magnetic excitations in S = 1/2 J1-J2-Jd kagome antiferromagnet CaCu3(OH)6Cl2•0.6H2O
    Hiroyuki Yoshida
    4th International Conference on Functional Materials Science 2018, 13 Nov. 2018, English, Invited oral presentation
    [Invited], [International presentation]
  • S = 3/2ブリージングカゴメ格子反強磁性体Li2Cr3SbO8の磁性
    Hiroyuki Yoshida
    スピン系物理研究会, 05 Nov. 2018, Japanese, Invited oral presentation
    [Invited], [Domestic Conference]
  • カゴメ反強磁性体の強磁場磁化過程の実験的研究
    Hiroyuki Yoshida
    基研研究会”スピン系物理の最前線”, 31 Oct. 2018, Japanese, Invited oral presentation
    [Invited], [Domestic Conference]
  • S = 1/2擬一次元ボンド交替ハイゼンベルク反強磁性鎖CaCu2(OH)3Cl3の磁性
    Hiroyuki Yoshida
    第5回西日本強磁場科学研究会, 05 Sep. 2018, Japanese, Invited oral presentation
    [Invited], [Domestic Conference]
  • Material development towards the perfect frustration on kagome antiferromagnet
    Hiroyuki Yoshida
    J-Physics 2018: International Workshop on New Materials and Crystal Growth, 29 Jun. 2018, English, Invited oral presentation
    [Invited], [International presentation]
  • Quantum Spin Liquid in S = 1/2 Kagome Lattice Antiferromagnet CaCu3(OH)6Cl2•0.6H2O
    Hiroyuki Yoshida
    International Conference IUMRS-ICAM 2017, Symposium, Frontiers of the functional development of strongly correlated materials, 01 Sep. 2017, English, Invited oral presentation
    [Invited], [International presentation]
  • Unusual magnetic state in S = 1/2 J1-J2-Jd kagome lattice antiferromagnet CaCu3(OH)6Cl2•0.6H2O
    Hiroyuki Yoshida
    1st Asia Pacific Workshop on Quantum Magnetism, 28 Aug. 2017, English, Invited oral presentation
    [Invited], [International presentation]
  • Frustrated magnetism of kagome lattice antiferromagnet
    Hiroyuki Yoshida
    International symposium Challenges and progress in strongly correlated functional materials, MRS-Japan, 09 Dec. 2015, English, Invited oral presentation
    [Invited], [International presentation]
  • Orbital Switching Phenomenon in Spin-1/2 Kagome Antiferromagnet Volborthite
    Hiroyuki Yoshida
    Study of Matter at Extreme Conditions 2015, 09 Mar. 2015, English, Invited oral presentation
    [International presentation]
  • Orbital Switching Found in Spin-1/2 Kagome Antiferromagnet Volborthite
    Hiroyuki Yoshida
    International Conference on Highly Frustrated Magnetism 2012, 07 Jun. 2012, English, Oral presentation
    [International presentation]
  • 古典三角格子反強磁性体Ag₂MO₂ (M = Cr, Fe)の合成と物性
    Hiroyuki Yoshida
    第39回化合物新磁性材料専門研究会, 15 Dec. 2010, Japanese, Invited oral presentation
    [Invited], [Domestic Conference]
  • Magnetization steps on the spin liquid ground state of the S = 1/2 kagome-like antiferromagnet Cu3V2O7(OH)2•2H2O
    H. Yoshida; Z. Hiroi
    American Physical Society 2009 March Meeting, 19 Mar. 2009, English, Oral presentation
    [International presentation]
■ Syllabus
  • 現代物理学入門, 2024年, 修士課程, 理学院
  • 大学院共通授業科目（一般科目）：自然科学・応用科学, 2024年, 修士課程, 大学院共通科目
  • 磁性物理学, 2024年, 修士課程, 理学院
  • 物理学実験Ⅰ, 2024年, 学士課程, 理学部
  • 物理学実験Ⅰ, 2024年, 学士課程, 理学部
  • 物理学実験Ⅱ, 2024年, 学士課程, 理学部
  • 物理学実験Ⅱ, 2024年, 学士課程, 理学部
  • 物理学実験Ⅲ, 2024年, 学士課程, 理学部
  • 物理学実験Ⅳ, 2024年, 学士課程, 理学部
  • 物理学実験Ⅳ, 2024年, 学士課程, 理学部
  • 物性物理学, 2024年, 学士課程, 理学部
■ Affiliated academic society
  • THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN
■ Research Themes
  • Research Management of Unveiling, Design, and Development of Asymmetric Quantum Matters
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    01 Apr. 2023 - 31 Mar. 2028
    鬼丸 孝博; 大槻 純也; 田端 千紘; 柳澤 達也; 大原 繁男; 吉田 紘行; 網塚 浩; 井澤 公一; 小林 達生; 小林 夏野; 木俣 基
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A), Hiroshima University, 23H04866
  • Development of Novel Asymmetric Quantum Matters
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    01 Apr. 2023 - 31 Mar. 2028
    吉田 紘行; 芳賀 芳範; 松平 和之; 石渡 晋太郎; 小手川 恒
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A), Hokkaido University, 23H04871
  • ブリージング異方性の制御によるカゴメ反強磁性体の異常磁気物性の開拓
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
    Apr. 2021 - Mar. 2024
    吉田 紘行
    本研究課題は1/9磁化プラトーを示す古典カゴメ反強磁性体Li2Cr3SbO8においてブリージング異方性および量子性を摂動パラメータとして制御し、それらが磁気状態にどのような影響を与えるのかを明らかにし、カゴメ反強磁性体研究の新たなフロンティアの開拓を目指すものである。2021年度は、主に以下に記す2つの項目について研究を進め、具体的な成果を得る事に成功した。
    1. 化学修飾および物理的圧力の印加によるブリージング異方性の制御を通して、1/9プラトーの安定性の評価と未知の量子相転移の探索を目指して研究を行なった。様々な修飾法を用いてLiサイトとSbサイトを化学置換することによるブリージング異方性の制御を試みたが、現段階で置換試料を得ることはできなかった。一方、物理圧力によるブリージング性の制御を並行して検討しており、圧力セルを用いた高圧下磁化測定の予備実験を進めることができた。
    2. 1/9プラトーを含めた磁気状態に対する異方性の評価や、より本質的な磁性の解明を目指してLi2Cr3SbO8の単結晶育成に取り組んだ。本年度の研究の重要な成果として、Li2Cr3SbO8の単結晶を初めて育成することに成功した。最大で100μmとまだまだ結晶サイズは小さく課題は多いが、現在試みている結晶育成手法が概ね正しいことが分かった。次年度の研究によって、さらに大型の単結晶育成に取り組み、研究期間内での単結晶を用いた物性評価の完成に目処をつけたい。


    研究体制としては、粉末X線回折装置、誘電率測定のためのLCRメーター、温度コントローラーなどを導入し、試料評価および物性評価を進める態勢を構築した。次年度以降、ブリージングカゴメネットワークの局所反転対称性の破れに起因した磁気誘電特性の探索なども円滑に行うことが可能である。
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hokkaido University, Principal investigator, 21H01035
  • Development of advanced measurement system with a portable high-field pulsed magnet
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
    Apr. 2019 - Mar. 2023
    井原 慶彦; 柳澤 達也; 松井 一樹; 吉田 紘行; 福岡 脩平; 小濱 芳允
    研究初年度となる2019年度は、本研究計画の主要装置となる小型パルス磁場発生装置の電源のエネルギーをを既存の10kJから30kJへと拡充し、更新した電源を用いてこれまでのところ20テスラ超までの磁場発生に成功した。これは、小規模の研究室における発生磁場としては最強レベルであり、ここまでの強磁場をコンパクトな磁場発生装置で勘弁に発生できることを実証できたことはすでに非常に意義がある。また、マグネットの強度を改善することで予定していた30テスラを超える磁場発生が可能であることが分かった。実際のマグネット改造は2年度への課題とした。
    測定系では、まず超音波測定装置を立ち上げ、重い電子系物質において2 K以下までの超音波測定を可能にした。今回立ち上げた装置を用いて、量子振動の観測に成功し、実際の物性研究を行うに十分な測定精度を持つことが確認できた。特に、今回は高速オシロスコープを取り入れたデジタル分光方式を採用し、新しい測定原理に基づく超音波測定を実施できるようになったことは意義が深い。この方式は、パルス磁場中測定だけでなく、定常磁場中にも応用でき、測定難易度を下げることが期待される。
    次に、核磁気共鳴分光装置に関しては、周波数の高速変調技術を確立し、5ミリ秒という短いパルス磁場発生時間中に非常に広帯域の周波数スペクトルの観測に成功した。この技術を用いて、20テスラまでのスペクトル測定はもとより、東京大学物性研究所における共同利用実験では53テスラまでのNMRスペクトル測定に成功し、その実用性が実証済みである。
    最後に、3つ目のプローブとなる熱測定は、東京大学物性研究所においてすでに稼働しているパルス磁場中熱測定システムを用いた実験を行い、測定技術の移植を行っている。2019年度は測定に必要な装置群およびプローブの準備を行い、2020年度の立ち上げに備えた。
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hokkaido University, Coinvestigator, 19H01832
  • 量子スピンカゴメ格子反強磁性体におけるスピン液体の実現とトポロジカル秩序の探索
    科学研究補助金（基盤研究(C)）
    Apr. 2018 - Mar. 2021
    吉田紘行
    日本学術振興会, Principal investigator, Competitive research funding
  • 実空間と運動量空間の双方から見た銅酸化物高温超伝導と擬ギャップに対する不純物効果
    科学研究費補助金(基盤研究(C))
    Apr. 2015 - Mar. 2018
    小田研
    日本学術振興会, Competitive research funding
  • 遷移金属化合物における新電子物性開拓
    北海道大学総長室事業推進経費による研究支援事業「Fusion-H」
    Apr. 2015 - Mar. 2016
    吉田紘行
    北海道大学, Principal investigator, Competitive research funding
  • Study of the quantum spin liquid state of S = 1/2 kagome lattice antiferromagnet
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    2015 - 2016
    Yoshida Hiroyuki
    We developed the spin-1/2 Kagome lattice antiferromagnet CaCu3(OH)6Cl2・0.6H2O (Ca-Kapellasite) which had the perfect Kagome lattice without an anti-site disorder. Theoretical studies have predicted the realization of the quantum spin liquid state in which the spin fluctuation survives even at T = 0. By measuring various physical properties of the single crystal of the compound, we found that the unconventional magnetic state was realized and the anomalous magnetic excitation underlay on the ground state of CaCu3(OH)6Cl2・0.6H2O.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Young Scientists (B), Hokkaido University, Principal investigator, Competitive research funding, 15K17686
  • フラストレーションの解放による新しい高温超伝導の実現
    北海道大学総長室事業推進経費「若手研究者自立支援A」
    Apr. 2014 - Mar. 2015
    吉田紘行
    北海道大学, Principal investigator, Competitive research funding
  • フラストレート磁性体における新奇基底状態の解明－スピン液体と磁化ステップ現象－
    特別研究員奨励費(PD)
    Apr. 2010 - Mar. 2013
    Hiroyuki Yoshida
    JSPS, Principal investigator, Competitive research funding
  • スピン1/2三角格子を有する銀ニッケル酸化物の磁性と伝導
    特別研究員奨励費(DC2)
    Apr. 2007 - Mar. 2009
    Hiroyuki Yoshida
    JSPS, Principal investigator, Competitive research funding