Investigation on quasiparticles in quantum materials by next-generation neutron spectrometer
| Project/Area Number |
21H04441
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Medium-sized Section 13:Condensed matter physics and related fields
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
益田 隆嗣 東京大学, 物性研究所, 教授 (90313014)
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| Project Period (FY) |
2021-04-05 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥41,210,000 (Direct Cost: ¥31,700,000、Indirect Cost: ¥9,510,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥24,570,000 (Direct Cost: ¥18,900,000、Indirect Cost: ¥5,670,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
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| Keywords | 中性子散乱 / 準粒子 / 中性子分光器 |
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| Outline of Research at the Start |
固体物理学の新しい概念と現象を内包する量子物質は、スピントロニクスや量子コンピュータへの応用の可能性と、素粒子物理学から物性物理学へのアプローチという学問的興味から、国際的に競争の激しい研究対象となっている。そこで本課題では、研究用原子炉JRR-3において次世代高効率分光器を開発・製作し、分光器の水準を世界レベルに押し上げる。さらにこれを用いて量子物質の準粒子構造に関する重要課題、とりわけ非定常状態の準粒子構造、準粒子寿命、トポロジカル準粒子構造の謎を解明し、新現象の発見・解明と新概念の創出を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
物性物理学の大きな目標の一つは、物質のありのままの姿を原子レベルのミクロな眼で見ることである。静的な構造については、電子顕微鏡やコヒーレントX線回折の進歩により、ナノスケールの実空間観測が現実のものとなってきた一方で、動的な構造についてはまだ課題が多い。そこで本研究課題では、先進的な中性子分光器を製作し、量子物質の準粒子構造を広い波数空間において探査することにより、物質の動的構造の実空間観測に近づくことを目的としている。昨年度の計画は、研究用原子炉JRR-3のC1-1ビーム孔に設置されたInverse Rowland Image Spectrometer (IRIS)型分光器HODACAのコミッショニングを行い、性能向上を行うとともに、磁性研究のための実験を行うことであった。まず、偶発的な散乱によるバックグラウンドを抑えるために、第３コリメータと第４コリメータの間に、カドミウム製の補助コリメータを設置した。これにより、特に低角側のバックグラウンドが大幅に減少した。次に、データ解析ソフトウェアの開発を行った。これにより、測定データの円滑な解析が可能となった。さらに、量子磁性体、f電子系、トポロジカルマグノン系、キタエフ液体候補など様々な物質におけるスペクトル測定が行われた。世界で最初のIRIS型分光器HODACAが予定通り稼働したことは高く評価されるべきであり、今後、さらに多くの物質の測定が行われ、磁性・強相関電子系分野の進歩に貢献することが期待される。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究用原子炉JRR-3のC1-1ビーム孔に設置されたHODACA分光器の性能が向上し、数多くの物質でスペクトル測定が行われたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
第３コリメータと第４コリメータの性能を向上させることにより、さらにバックグラウンドを低減し、高いS/N比を実現する。解析ソフトの改良を行い、さらにユーザーフレンドリーなものとする。数多くの磁性体の準粒子観測を行い、磁性・強相関電子系分野の進歩に貢献する。
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Report
(4 results)
Research Products
(89 results)
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[Journal Article] Sample environment of the HRC spectrometer at J-PARC2024
Author(s)
D. Ueta, S. Itoh, T. Yokoo, T. Masuda, T. Nakajima, S. Asai, H. Saito, D. Kawana, R. Sugiura, T. Asami, Y. Ihata, H. Tanino, S. Yamauchi, and S. Torii
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Journal Title
JPS Conf. Proc.
Volume: 41
DOI
Related Report
Peer Reviewed
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[Journal Article] Q-dependent electron-phonon coupling induced phonon softening and non-conventional critical behavior in the CDW superconductor LaPt2Si22023
Author(s)
E. Nocerino, U. Stuhr, I. San Lorenzo, F. Mazza, D.G. Mazzone, J. Hellsvik, S. Hasegawa, S. Asai, T. Masuda, S. Itoh, A. Minelli, Z. Hossain, A. Thamizhavel, K. Lefmann, Y. Sassa, M. Mansson
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Journal Title
Journal of Science: Advanced Materials and Devices
Volume: 8
Issue: 4
Pages: 100621-100621
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Damped Dirac magnon in a metallic kagome; antiferromagnet FeSn2022
Author(s)
Seung-Hwan Do, Matthew B. Stone, Koji Kaneko, Ryoichi Kajimoto, Kazuya Kamazawa, Shinichi Itoh, Takatsugu Masuda, German D. Samolyuk, William R. Meier, Brian C. Sales, Hu Miao, and Andrew D. Christianson
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Journal Title
Phys. Rev. B
Volume: 105
Issue: 18
Pages: 064704-064704
DOI
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Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Presentation] Feを置換したBi-2201系銅酸化物の超過剰ドープ領域における反強磁性スピン秩序2023
Author(s)
小宮山陽太, 池田陽一, 谷口貴紀, 松田雅昌, 益田隆嗣, 桑原英樹, 黒江晴彦, 川股隆行, 小池洋二, 渡邊功雄, 藤田全基, 足立匡
Organizer
日本物理学会第78回年次大会
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[Presentation] π電子-プロトン相関型分子性導体κ-H3(Cat-EDT-ST)2における静水圧力および一軸性圧縮下電気抵抗測定2022
Author(s)
北山元晴, 出倉駿, 藤野智子, 上田顕, 郷地順, 上床美也, 今城周作, 金道浩一, 浅井晋一朗, 益田隆嗣, 橋本顕一郎, 田嶋尚也, 森初果
Organizer
日本物理学会第77回年次大会
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