中性子ラーモア回転による磁気結晶の動力学回折位相・回折時間

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10440122
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 阿知波 紀郎 九州大学, 大学院・理学研究科, 教授 (60027456)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田崎 誠司 京都大学, 原子炉実験所, 助手 (40197348)
• Keywords: 中性子スピン回転 / 中性子スピンエコー法 / 動力学回折 / 強磁性体 / ヘリカル磁性体 / 回折時間 / ラーモア回転 / 位相

Research Abstract

我々は、ラーモア中性子を磁気単層膜、磁気ファブリペロー膜、磁気多層膜などに入射させ、透過中性子のスピン回転により↑↓スピン中性子波動関数の位相差の測定に世界で最初に成功してきた。これらのスピン回転は、入射中性子波数ベクトルの磁気膜に垂直方向成分にたいする1次元井戸型ポテンシャルのSchreodinger解で与えられる↑↓スピン中性子波動関数の位相差で良くシミュレート出来ることを我々は示した。一方ヘリカル磁気単結晶ホロミウムの(000)^±磁気サテライト条件でのラーモア中性子の透過中性子前方回折波を観測し、ω結晶角回転と中性子スピン回転を測定し、スピン回転位相がブラッグ反射強度に比例する関係を得た。単結晶はモザイク結晶であるが、動力学回折効果が観測されていると言える。しかも、モザイク結晶透過波のうち多重回折をうけずに透過したスピン中性子と平行な他のスピン中性子成分のみが、ラーモア回転に寄与し得る。また、このスピン回転は、結晶の厚みと片方の中性子スピンが感じるヘリカル磁束ポテンシャルエネルギーのqフーリエ成分に比例する。強磁性単結晶パーマロイを磁気飽和させ、結晶面に垂直に入射させたラーモア中性子の(200)反射が90度となる条件で、多重反射が結晶面内で最大になる条件で、透過中性子のスピン回転を調べた。その結果ヘリカル磁気結晶の場合と同じく、ブラッグ反射強度に比例するスピン回転を観測した。今年度は、量子ビートスピン干渉系を完成させ、中性子時間エコーを観測した。ラーモア中性子による磁気人工格子膜の方が動力学回折効果が完全結晶に近いので、多重連結磁気ファブリペロー膜について、トンネル位相の連結井戸数にたいする加算性を実証した(Phys.Rev.61(2000)013607-1-8)。位相と時間の関係は、時間位相干渉計を用いて、時間ビートによる多重散乱の時間遅れを観測できる可能性がある。

Research Products

• [Publications] Hino,H , Achiwa, N.: "Measurement of spin-precession angles of tunneling neutrons"Physical Review A. 61. 013607-1-8 (1999)
• [Publications] Achiwa, N.: "Observation of dynamical diffraction phase due to neutron spin precession through a ferromagnetic crystal of permalloy"Journal of Physics and Chemistry of Solids. 60・No,8-9. 1611-1613 (1999)
• [Publications] Yokoyama, T, Achiwa, N.: "Neutron incoherent inelastic scattering of oriented oreinic acid crystal"Journal of Physics and Chemistry of Solids. 60・No,8-9. 1519-1521 (1999)
• [Publications] Hino, H. Achiwa, N.: "Measurement of Larmor precession angles of tunneling neutrons"Physical Review A. 59. 2261-2268 (1999)
• [Publications] Ebisawa, T. Achiwa, N.: "A modified neutron spin echo method using novel spi n precession by multilayer spin splitters arranged in ++ configuration"Physics Letters A. 259. 20-24 (1999)
• [Publications] Ebisawa, T. Achiwa, N.: "Cold neutron spin interferometry and its application to modified spin echo methods"Journal of Physics and chemistry of Solids. 60. 1569-1572 (1999)
• [Publications] S. Kawano, T. Hirooka, N. Achiwa,: "Neutron diffraction studies of the magnetic structures of NdCo2Si2 under high pressure"Journal of Physics and Chemistry of Solids. 60. 1213-1215 (1999)
• [Publications] M. Hino, T. Ebisawa, N. Achiwa,: "Measurement of transverse coherent separation of apin precessing neutron using spin splitters"J. Phys. Chem. Solids. 60. 1603-1605. (1999)
• [Publications] M. Hino, T. Kawai, N. Achiwa,: "Development of a cold neutron polarizer working under a low external magnetic field less than 0.5 mT."Physica B. 267-268. 360-362. (1999)
• [Publications] J. B. Jamali, N. Achiwa,: "Alloying Effects on Intermolecular Magnetic Interactions in Verdazyl Radical Alloy"Mol. Cryst. and Liq. Cryst.. 334. 121-130 (1999)
• [Publications] K. Mukai, K. Suzuki, N. Achiwa,: "Magnetic Property of Verdazyl radical Alloy, (p-CDpOV)1-x (p-BDpOV)x. Doping effect of magnetic impurities on Quasi-One Dimensional Heisenberg Organic Ferromagnet (p-CdpOV) and Antiferromagnet (p-BDpOV) with s=1/2."J. Phys. Soc. Jpn.. 68. 3078-3085 (1999)
• [Publications] K. Mukai, Y. Shimobe, N. Achiwa,: "Doping Effects of Magnetic Impurities on the Spin-Peierls (p-CyDOV) and Dimer (p-BrDOV) Systems"J.Phys. Chem. B. 103. 10876-10882 (1999)