2023 Fiscal Year Annual Research Report
Probing topological order in f-electron system via complementary use of quantum beams
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20H01864
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
金子 耕士 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 物質科学研究センター, 研究主幹 (30370381)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊藤 孝 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 研究副主幹 (10455280)
田端 千紘 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 物質科学研究センター, 研究職 (60783496)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 中性子散乱 / 放射光実験 / muSR / トポロジカル磁気秩序 / 磁気スキルミオン格子 / Eu化合物 / Gd化合物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題では、これまで MnSiなどのd電子系を中心に研究されてきた、磁気スキルミオンを代表とするトポロジカルに保護された秩序状態について、新たに f電子系に着目し、トポロジカル磁気秩序の実現を中性子、 放射光、ミュオンの量子ビームプローブを相補的に駆使して、静的・動的の両面から、その本質に迫ることを目的とした。
計画最終年度である今年は、まず昨年度までに実施した成果をまとめた。その一つがGdCu2の基底状態磁気構造に関するもので、中性子吸収の大きいGd化合物について、吸収補正による定量解析を断念し、秩序波数に着目して高波数分解能での実験を行うことで、従来、q=(2/3, 1, 0)の整合秩序と考えられていたものが、わずかにずれたq=(d, 1, 0)の非整合磁気秩序であることを見出した。今後の磁場中での実験に向けて、基礎となるデータが得られたことに加え、今回のGdCu2に留まらず、Gd系の中性子散乱実験の新たなアプローチとして、三軸分光器の優位性を示す結果が得られた点でも有意義な成果が得られた。
この他、f電子系に関する２件の論文を投稿したことに加え、今後の発展として、新たに磁場下でホール抵抗、電気抵抗に顕著な異常を示すf電子系化合物に関する研究を進めた。磁気スキルミオンなど、これまでの輸送異常とは異なるメカニズムで起きていることを明らかにし、こちらについても成果をまとめている。総じて、目標とする成果を得られることが出来た。
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| Research Progress Status |
令和5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5年度が最終年度であるため、記入しない。
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