Measurements of Magnetic X-ray Scattering and Physical Properties of Nanometric Magnetic Objects

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H01835
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 13030:Magnetism, superconductivity and strongly correlated systems-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Arima Taka-hisa 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (90232066)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 共鳴Ｘ線散乱 / Ｘ線磁気散乱 / 中性子 / 異常ホール効果 / 異常ネルンスト効果 / 熱ホール効果

Outline of Final Research Achievements

Synchrotron x-ray scattering measurements were performed on several lanthanide-based intermetallic compounds with sweeping temperature and magnetic field. Various types of magnetic order such as triangular skyrmion lattice, square skyrmion lattice, rhombic skyrmion lattices, skyrmion-antiskyrmion lattice, and magnetic fan were successfully observed, which is essential to determine the magnetic phase diagram. The x-ray scattering data combined with the results of transport measurements provide useful informatoin about the interaction between the magnetic objects and conduction electrons.

Free Research Field

物性物理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

平行でも反平行でもなく傾いた状態にある複数の電子スピンは、特異な電磁応答を創出する鍵を握っていることが明らかになりつつあり、エネルギーや情報の高効率な変換に資する基礎技術となることが期待されている。今回の研究によって得られた微小磁気構造体は、いずれもこのような電子スピンの状態を取るが、構造体ごとに伝導電子との相互作用の特徴が異なることが明確に示された。このような微小磁気構造体と伝導電子の相互作用に関する知見は、電子スピンの集合体を用いた磁気・熱・電気の間の相互変換の科学技術の発展を加速する意義を有する。