2016 Fiscal Year Annual Research Report
強磁場自由電子レーザーX線回折・分光法による磁気・電荷・格子相関の解明
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16H04005
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
野尻 浩之 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (80189399)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
桑原 慶太郎 茨城大学, 理工学研究科, 教授 (90315747)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | X線自由電子レーザー / 強磁場 / 電荷密度波 / 超伝導 / スピンクロスオーバー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、新世代のX 線光源であるX 線自由電子レーザー:XFEL と物質を精密に制御出来る強力な外場であるパルス強磁場を組み合わせ、30-40 Tの超強磁場下において、高精度Ｘ線回折法とX 線発光分光をはじめとする強磁場下高次X 線分光法を実現し、強相関物質の多自由度相関を明らかにすることを目指している。
本年度は、スタンフォードの自由電子レーザーLCLSで進めている銅酸化物高温超伝導体のCDW 研究において、発生磁場を34 Tまで向上させた改良型スプリットコイルを用い、超伝導面内でのCDWの異方性を確認した。さらには、ホール濃度を変化させたときの電子相図とCDWの存在領域の関係を決定する事に成功した。その結果、これまでCDWが観測されてなかった境界領域でも強磁場中では微弱なCDWが存在する事がわかった。また、CDWと上部臨界磁場の関係も明らかにした。これらの結果は、一部を学会ならびに国際会議で発表し、現在論文として取り纏めている。
この研究と平行して、SACLAを用いたX 線散乱装置の開発を進め、共鳴散乱に対応する大型コイルと超高真空下の測定が可能な回折装置の設計と製作、実験室系における実証実験を行った。試料の4軸制御とゴニオ架台の4軸制御を組み合わせることで、単結晶測定に対応出来る強磁場回折装置を完成させた。また、コイルの冷却方法の改善を行い、これまでより3倍速いデータ取得を可能にした。この装置を用いた回折実験はH29年度から開始する。
これらと平行して、実験対象としているグラファイトとスピンクロスオーバー錯体の磁場温度相図の測定をすすめ、回折実験における条件の絞り込みを行った。また、基礎物理実験への強磁場の応用について共同研究を推進し、学際研究への展開も行った。
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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
課題の1年目の遂行状況は良好である。回折実験については、装置の改良と銅酸化物高温超伝導体への応用が順調に進んでおり、内外から注目される結果が出ている。さらには、低温実験などを行うために、国内のSACLAにおける実験の準備も順調に進んでおり、X線回折系が1年目で完成し、H29年度前期から実際の回折実験が開始される予定である。実験対象の物質の予備実験も順調に進んでおり、発光分光などの実験条件の精査も進展している。以上の事から、本課題の進捗は良好であると判断する。
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| Strategy for Future Research Activity |
H29年度は、スタンフォードのLCLSと日本のSALCAを併用して強磁場実験を進めるが、自由電子レーザー実験は回折系に加えて、ビーム光学、検出器など多方面の技術支援が必要である。このため、H28年度から理化学研究所のチームとの共同研究を進めることで、実験を実施出来る体制を整えているが、この共同研究をさらに進めることが課題実現にとって重要な方策となる。また、低温環境については、熱評価などが終了したので、速やかに冷却試験を行い、後期から利用出来るようにする。
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[Journal Article] Search for Two-Photon Interaction with Axionlike Particles Using High-Repetition Pulsed Magnets and Synchrotron X Rays2017
Author(s)
T. Inada, T. Yamazaki, T. Namba, S. Asai, T. Kobayashi, K. Tamasaku, Y. Tanaka, Y. Inubushi, K. Sawada, M. Yabashi, T. Ishikawa, A. Matsuo, K. Kawaguchi, K. Kindo and H. Nojiri
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Journal Title
Phys. Rev. Lett.
Volume: 118
Pages: 071803-1-6
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] パルス磁石を用いた真空複屈折の探索I2016
Author(s)
樊星, 上岡修星, 稲田聡明, 山崎高幸, 難波俊雄, 浅井祥仁, 大間知潤子, 吉岡孝高, 五神真, 松尾晶, 金道浩一, 野尻浩之
Organizer
日本物理学会2016年秋季大会
Place of Presentation
宮崎大学, 宮崎県宮崎市
Year and Date
2016-09-21 – 2016-09-24
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[Presentation] パルス磁石を用いた真空複屈折の探索II2016
Author(s)
上岡修星, 樊星, 稲田聡明, 山崎高幸, 難波俊雄, 浅井祥仁, 大間知潤子, 吉岡孝高, 五神真, 松尾晶, 金道浩一, 野尻浩之
Organizer
日本物理学会2016年秋季大会
Place of Presentation
宮崎大学, 宮崎県宮崎市
Year and Date
2016-09-21 – 2016-09-24
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[Presentation] YbOs4Sb12の高圧合成法による単結晶育成と低温物性2016
Author(s)
松田達磨, 国利洸貴, 翠川諒, 一ノ瀬すみれ, 岸本美晴, 大西翔太, 東中隆二, 桑原慶太郎, 青木勇二, 佐藤英
Organizer
日本物理学会2016年秋季大会
Place of Presentation
金沢大学, 石川県金沢市
Year and Date
2016-09-13 – 2016-09-16
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[Presentation] 近藤半導体Yb1-xRxB12(R=Lu,Zr,Y)のギャップレス状態からのYbB12の近藤温度評価2016
Author(s)
横道啓省, 和田徹, 植松直之, 石井克弥, 林健人, 伊賀文俊, 桑原慶太郎, 佐藤桂輔, 佐藤仁, 伊藤晋一, 横尾哲也, 井深壮史, 近藤晃弘, 金道浩一
Organizer
日本物理学会2016年秋季大会
Place of Presentation
金沢大学, 石川県金沢市
Year and Date
2016-09-13 – 2016-09-16
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