中性子透過分光法を用いた磁性材料評価法革新のための基盤研究

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19H04400
• Research Institution: National Institute for Materials Science
• Principal Investigator: 間宮 広明 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 先端材料解析研究拠点, 主席研究員 (30354351)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 長谷 正司 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 先端材料解析研究拠点, グループリーダー (40281654) ; 寺田 典樹 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 先端材料解析研究拠点, 主幹研究員 (60442993)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 中性子 / 透過分光法 / 磁性材料

Outline of Annual Research Achievements

この半世紀の中性子利用は磁性体の物理の究める道具として究極の精度を目指しビッグサイエンス化の道を歩んできたが，蓄積した磁性物理の知見を磁性材料開発に利用する流れのなかでツールとしての中性子利用法にも変革が求められている．一方，最近，我々は回折波の発生を透過波の減少で検出する中性子透過スペクトル分光法でも簡便に磁気構造が決定できることを示した．そこで，本課題では，このスペクトル分光法が新たなニーズそれぞれに適した磁気構造解析手段となることを当該分野の実材料をモデルに用いた実証実験により具体的にデモンストレーションすることで，中性子を気軽に利用して磁性材料を開発するという新たな潮流を創り出すことを目指し研究を進めてきた．
本年度は以下の２点で進捗があった。
多試料並列同時測定：既存の回折法では試料位置は周囲を囲む検出器群の中心一点であるので１個ずつしか測れないが，透過分光法では多試料並列同時測定が可能であると考えられる．そこで，極低温用試料セルを用いて25種の多重置換系モデル材の同時スペクトル分光を行ったデータの解析を進め，それらからこの方法の有用性と課題を明らかにした．現在，論文を投稿準備中である．
磁気デバイスイメージング：透過力の大きな中性子ビームの特性と透過スペクトルの位置分解性を併せれば磁気デバイス内部のオペランドイメージングが可能であると考えられる．このデモンストレーションのため，通電中インダクタを例に内部の磁化状態のマッピングや磁性鋼のミクロ構造の解析・イメージングを行い、それらからこの方法の有用性と課題を明らかにした．現在，２報の論文を投稿中である．

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。