2019 Fiscal Year Annual Research Report
Study of asymmetric spin-orbit interaction on chiral magnets using polarization analzed small-angle neutron scattering
Project/Area Number |
17H02815
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Research Institution | 一般財団法人総合科学研究機構(総合科学研究センター(総合科学研究室)及び中性子科学センター(研究開発 |
Principal Investigator |
大石 一城 一般財団法人総合科学研究機構(総合科学研究センター(総合科学研究室)及び中性子科学センター(研究開発, 中性子科学センター, 副主任研究員 (60414611)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大原 繁男 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60262953)
高阪 勇輔 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (60406832)
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Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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Keywords | カイラル磁性 / 中性子小角散乱 / 偏極中性子 |
Outline of Annual Research Achievements |
空間反転中心と鏡映面をもたない結晶にはカイラル性が生じ、右手系結晶と左手系結晶が得られる。そのようなカイラル結晶では、磁気モーメントは左右いずれかに巻いたカイラルらせん磁気構造となり、その利用は、スピン・オービトロニクスの中心テーマである。本研究では、カイラル磁性体の物質開発を行うとともに、磁気カイラリティを観測する多重極端条件下の中性子小角散乱実験環境を実現し、反対称スピン軌道相互作用の微視的解明を行うことを目的としている。3年間の研究期間を通して、ヘリウム3冷凍機、小角散乱用圧力セル、偏極スピン解析装置を開発し、4T超伝導マグネットと組み合わせた多重極端条件下の中性子小角散乱実験環境をJ-PARCのビームラインBL15 TAIKANに整備し、カイラル磁性体の磁気構造解析を行った。4f電子系新物質では、磁場誘起秩序相にて磁気スキルミオン格子の出現を観測、金属間化合物では、スキルミオン格子から創発磁気モノポール格子へ相転移する過程に出現する新たなトポロジカル磁気構造の発見、また、磁気スキルミオンの生成・消滅過程を数10 ms毎に観測することに成功するなど重要な成果を収めることができた。現在、磁気スキルミオンが発現する物質において、低温の臨界磁場付近の温度-磁場領域において、コニカル相と強制強磁性相の間に、熱ゆらぎによる未知の磁気中間相が出現することが理論及び交流帯磁率測定により示唆された物質について、この磁気中間相の磁気状態の詳細な測定を進めており、引き続き、実施していく。
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Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(78 results)
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[Presentation] 中性子散乱でみるEuPtSi のA相およびその異方性2020
Author(s)
金子耕士, 田端千紘, 大石一城, 伊藤孝, 中尾裕則, Matthias D. Frontzek, 松田雅昌, 宗像孝司, 中尾朗子, 大原高志, 垣花将司, 芳賀芳範, 辺土正人, 仲間隆男, 大貫惇睦
Organizer
日本物理学会 第75回年次大会
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[Presentation] メカニカルドーピング核偏極有機結晶試料を用いた偏極中性子散乱2020
Author(s)
三浦大輔, 岩田高広, 宮地義之, 元川竜平, 関根由莉奈, 中川洋, 大場洋次郎, 大原高志, 高田慎一, 廣井孝介, 森川利明, 河村幸彦, 大石一城, 熊田高之
Organizer
日本物理学会 第75回年次大会
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[Presentation] Skyrmion related neutron scattering research activities on TAIKAN in collaboration with RIKEN CEMS2019
Author(s)
K. Kakurai, T. Nakajima, Y. Fujishiro, N. Kanazawa, K. Ohishi, Y. Kawamura, Y. Inamura, T. Ito, X. Z. Yu, H. Mitamura, A. Miyake, K. Akiba, M. Tokunaga, A. Matsuo, K. Kindo, T. Koretsune, R. Arita, H. Oike, F. Kagawa, A. Kikkawa, Y. Taguchi, T. Arima, and Y. Tokura
Organizer
International Workshop Dzyaloshinskii-Moriya Interaction and Exotic Spin Structures (DMI2019)
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] カイラル磁性体CrNb3S6薄膜のスピン輸送測定2019
Author(s)
川原遼馬, 谷口祐紀, 河上司, Youssef Aziz Alaoui, 荒川智紀, 乾皓人, 島本雄介, 高阪勇輔, 戸川欣彦, 小林研介, 新見康洋
Organizer
日本物理学会 2019年秋季大会
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[Presentation] 圧力下における三角格子反強磁性体CsCuCl3の相互作用パラメータの評価II2019
Author(s)
奥藤涼介, 櫻井敬博, 大久保晋, 太田仁, 上床美也, 田中秀数, 世良文香, 高阪勇輔, 秋光純, 世良正文, 井上克也
Organizer
日本物理学会 2019年秋季大会
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[Presentation] Neutron and resonant X-ray scattering study on skyrmion lattice and noncollinear magnetic orders in Gd3Ru4Al122019
Author(s)
Taro Nakajima, Max Hirschberger, Shang Gao, Licong Peng, Akiko Kikkawa, Takashi Kurumaji, Markus Kriener, Yuichi Yamasaki, Hajime Sagayama, Hironori Nakao, Kazuki Ohishi, Kazuhisa Kakurai, Yasujiro Taguchi, Xiuzhen Yu, Taka-hisa Arima, and Yoshinori Tokura
Organizer
The 3rd Asia-Oceania Conference on Neutron Scattering 2019 (AOCNS 2019)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Densely packed spin textures in real space and their interplay with non-trivial electron bands2019
Author(s)
Max Hirschberger, Taro Nakajima, Y. Nomura, Shang Gao, L. Spitz, Licong Peng, Akiko Kikkawa, Takashi Kurumaji, Markus Kriener, Y. Kaneko, Yuichi Yamasaki, Hajime Sagayama, Hironori Nakao, Kazuki Ohishi, Kazuhisa Kakurai, Yasujiro Taguchi, Xiuzhen Yu, R. Arita, Taka-hisa Arima, and Yoshinori Tokura
Organizer
Internal Conferencec on Topological Materials Science 2019 (TopoMat2019)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Monochiral helimagnetism in homochiral crystals of CsCuCl3 probed by polarized neutron diffraction and muon spin rotation2019
Author(s)
K. Ohishi, Y. Kousaka, K. Kakurai, J. Suzuki, V. Hutanu, J. Campo, A. Koda, K. M. Kojima, H. Luetkens, A. Amato, K. Inoue, J. Akimitsu
Organizer
Materials Research Meeting 2019
Int'l Joint Research
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[Presentation] Stroboscopic small-angle neutron scattering for metastable magnetic skyrmion lattice in MnSi2019
Author(s)
T. Nakajima, Y. Inamura, T. Ito, K. Ohishi, H. Oike, F. Kagawa, A. Kikkawa, Y. Taguchi, K. Kakurai, Y. Tokura, T. Arima
Organizer
Materials Research Meeting 2019
Int'l Joint Research
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