2015 Fiscal Year Research-status Report
螺旋磁性強誘電体におけるエレクトロマグノンの微視的解明
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15K05154
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
佐賀山 基 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 准教授 (90436171)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | マルチフェロイック / 中性子散乱 / スピン波 / エレクトロマグノン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
J-PARC MLFにて、螺旋磁性体マルチフェロイックTbMnO3の横滑り螺旋磁気強誘電相(T = 12K)において非弾性散乱実験を行い、強い分散を示す磁気散乱を観測した。この結果は理論的な予測とは大きく異なるものである。現在、その結果をもとにエレクトロマグノンのミクロスコピックな描像を得ることを目指して、データ解析を行っている。
KEK PFにて、TbMnO3の横滑り螺旋磁気強誘電相(T = 12K)においてTbのL3edgeの共鳴磁気散乱実験を行い、Tbモーメントの磁場変化についての情報を得た。磁場誘起相転移までの過程におけるTbモーメントについて情報が得られた。
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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
J-PARC MLFにて、螺旋磁性体マルチフェロイックTbMnO3の横滑り螺旋磁気強誘電相(T = 12K)において非弾性散乱実験を行い、強い分散を示す磁気散乱を観測した。この結果は理論的な予測とは大きく異なるものである。その結果をもとにエレクトロマグノンのミクロスコピックな描像を得ることを目指して、データ解析を行った。まずは古典的なスピン波描像を出発点として、スピン運動方程式を解析的に解くことで磁性の立場に立ってスピン波モードを解明することを目指した。
サイクロイド型螺旋磁性体の最も単純なモデルを元にしてスピン波モードを解析的に演算し、実験結果と比較することでおおまかにエレクトロマグノンのモードについて描像を得ることができた。頃を元にしてパラメーターを増やすことでより現実的なモデルの当てをつけ、さらに解析を進める。
KEK PFにおいて回折計のカウンター駆動システムを構築し、TbのL3edgeの共鳴磁気散乱実験を行い、Tbモーメントの磁場変化についての情報を得た。磁場誘起相転移までの過程におけるTbモーメントについて情報が得られた一方、磁場誘起相においては大きな格子変調による反射と磁気散乱が重なるため、どのように分離して解析するかが今後の課題となる。
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| Strategy for Future Research Activity |
前項にて既述したようにスピン波モデルを基本として単純化した螺旋磁性構造でのモードの推測の成功した。この結果を基本として、パラメーターを増やしてより現実的なモデルを構築し、さらに詳細な解析を行うことでエレクトロマグノンの磁気モードを決定する。さらに、より単純な物質であるMnWO4の測定を行い、そのエレクトロマグノンのモードを特定する。
今後は磁場下でゼロ磁場下と同様の測定を行い、磁気散乱の磁場変化を観測する。現在、J-PARCで磁場下非弾性実験を行うことが可能なのはBL12のみであり、そのための実験準備を行いつつ、ビームタイムの獲得を目指す。
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| Causes of Carryover |
j-PARCの停止期間が予想以上に長引き、予定していた実験が一部実施できなかったため、測定準備や交通費にかかる経費が次年度の使用になった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
本年度は順調にJ-PARCが稼働しているため、予定していた実験を実施する予定である。
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