2013 Fiscal Year Annual Research Report
共鳴軟Ｘ線散乱と中性子散乱による外場下での局所電子構造と混成軌道秩序の研究
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21224008
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
村上 洋一 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 教授 (60190899)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中尾 裕則 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 准教授 (70321536)
岩佐 和晃 東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (00275009)
雨宮 健太 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 教授 (80313196)
中尾 朗子 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)及び東海事業, その他部局等, 副主任研究員 (90392050)
石原 純夫 東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (30292262)
富安 啓輔 東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (20350481)
久保田 正人 独立行政法人日本原子力研究開発機構, その他部局等, 研究副主幹 (10370074)
小出 常晴 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 加速器科学支援センター, シニアフェロー (10150012)
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| Project Period (FY) |
2009-05-11 – 2014-03-31
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| Keywords | 電荷秩序 / スピン秩序 / 軌道秩序 / 共鳴X線散乱 / 中性子散乱 / 遷移金属酸化物 / 軌道混成効果 / 多極子秩序 |
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| Research Abstract |
本研究では、強相関電子系を対象として、外場（磁場・圧力・光）を加え、局所的な電子自由度秩序構造と遍歴的な電子自由度秩序構造の変化を共鳴Ｘ線散乱や中性子散乱を利用することで直接的に観測し、これらの系の新奇な物性の発現機構の解明を目的としている。本年度は、下記のような成果が挙がった。
＊コバルト酸化物のスピン状態が絡む特異な物性：１．LaCoO3への不純物ドーピングにより発現する特異な磁性を、ドーピングサイトの電子状態の硬Ｘ線吸収測定より解明した。２．Rhドーピングにより出現する強磁性の起源を探るため、硬・軟Ｘ線領域の吸収スペクトル測定を行ったところ、Coスピン状態の変化が強磁性発現に関わっていることを明らかにした。３．薄膜化により発現する強磁性の起源を探るため、硬Ｘ線と軟Ｘ線を用いた共鳴Ｘ線散乱実験を行い、新奇なCoのスピン状態＋軌道秩序が存在すること、さらにその磁気構造を解明することに成功した。４．共鳴軟Ｘ線磁気散乱によるＣｏ電子状態の評価法の可能性を探り、Coの価数だけでなくスピン状態を決定できるだけなく、スピン磁気モーメントと軌道磁気モーメントサイズを決定できることを実証した。
＊金属薄膜試料の磁気構造を放射光を用いた深さ分解ＸＭＣＤと中性子反射率測定を相補的に用いることで解明することに成功した。
＊薄膜試料の磁気構造の決定は、一般に中性子磁気散乱では困難であり、これまで軟Ｘ線領域でのＸ線磁気散乱による決定を行ってきた。しかしながら、軟Ｘ線では観測できるＱの領域が大きく制限され、観測できない磁気構造が多数存在する。そこで、中性子磁気散乱による薄膜試料の磁気構造決定を試み、微弱ながらも観測することに成功した。
＊中性子散乱による実験の次のステップに向けて、J-PARCにおいて偏極中性子散乱装置POLANOの設計、建設を進めた。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25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 |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Molecular electronic states in charge transfer complex studied by x-ray absorption spectroscopy2014
Author(s)
Y Takahashi, H Nakao, R Kumai, S Ishibashi, S Horiuchi, M Kohyama, K Kobayashi, Y Yamasaki, J Okamoto, T Sudayama, Y Murakami and Y Tokura
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Journal Title
J. Phys.: Conf. Ser.
Volume: 502
Pages: 012036:1-4
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Spin State of Co3+ in LaCo1-xRhxO3 Investigated by Structural Phenomena2013
Author(s)
Shinichiro Asai, Ryuji Okazaki, Ichiro Terasaki, Yukio Yasui, Wataru Kobayashi, Akiko Nakao, Kensuke Kobayashi, Reiji Kumai, Hironori Nakao, Youichi Murakami, Naoki Igawa, Akinori Hoshikawa, Toru Ishigaki, Outi Parkkima, Maarit Karppinen, and Hisao Yamauchi
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Journal Title
J. Phys. Soc. Jpn.
Volume: 82
Pages: 114606:1-6
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Newly Proposed Inelastic Neutron Spectrometer POLANO2013
Author(s)
Tetsuya Yokoo, Kenji Ohoyama, Shinichi Itoh, Junichi Suzuki, Kazuaki Iwasa, Taku J Sato, Hiroshi Kira, Yoshifumi Sakaguchi, Takashi Ino, Takayuki Oku, Keisuke Tomiyasu, Masato Matsuura, Haruhiro Hiraka, Masaki Fujita, Hiroyuki Kimura, Toyoto Sato, Junichi Suzuki, Masayasu Takeda, Koji Kaneko, Masahiro Hino, Suguru Muto
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Journal Title
J. Phys. Soc. Jpn. Supplement A
Volume: 82
Pages: SA035:1-5
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Basic Concepts of Polarisation Analysis for Neutron Chopper Spectrometer POLANO at J-PARC2013
Author(s)
K. Ohoyama, T. Yokoo, S. Itoh, J. Suzuki, K. Iwasa, T. J. Sato, H. Kira, Y. Sakaguchi, T. Ino, T. Oku, K. Tomiyasu, M. Matsuura, H. Hiraka, M. Fujita, H. Kimura, T. Sato, J. Suzuki, H. M. Shimizu, T. Arima, M. Takeda, K. Kaneko, M. Hino, S. Muto, H. Nojiri, C. H. Lee, J. G. Park, S. Choi
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Journal Title
J. Phys. Soc. Jpn. Supplement A
Volume: 82
Pages: SA036:1-6
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Neutron structural study in organic ferroelectric Phz-H2ca2013
Author(s)
Akiko Nakao, Reiji Kumai, Sachio Horiuchi, Yoshinori Tokura, Takashi Ohhara, Takayasu Hanashima1, Koji Munakata, Ryoji Kiyanagi, Takuro Kawasaki, Kenichi Oikawa, Koji Kaneko, Itaru Mamura
Organizer
AsCA2013
Place of Presentation
HKUST, Hong Kong
Year and Date
20131107-20131110
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[Presentation] Self-absorption correction study for L-edge of 3d transition metals2013
Author(s)
T. Sudayama, Y. Takahashi, J. Okamoto, Y. Yamasaki, H. Nakao, Y. Murakami, S. Asai, N. Furuta, R. Okazaki, Y. Yasui, I. Terasaki
Organizer
Light and Particle Beams in Materials Science (LPBMS) 2013
Place of Presentation
Tsukuba, Japan
Year and Date
20130829-20130831
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[Presentation] Study on the molecular electronic states in charge transfer complex TTF-CA with ferroelectricity2013
Author(s)
Y. Takahashi, H. Nakao, R. Kumai, S. Ishibashi, S, Horiuchi, M. Kohyama, K. Kobayashi, Y. Yamasaki, J. Okamoto, T. Sudayama, Y. Murakami, and Y. Tokura
Organizer
Light and Particle Beams in Materials Science (LPBMS) 2013
Place of Presentation
Tsukuba, Japan
Year and Date
20130829-20130831
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[Presentation] Neutron scattering study of the magnetic state in PrCu4Au2013
Author(s)
H. Kobayashi, K. Iwasa, K. Saito, K. Tomiyasu, D. Kawana, S. Zhang, Y. Isikawa, J.-M. Mignot, G. Andre, A. I. Kolesnikov, A. T. Savici, and G. E. Granroth
Organizer
International Conference on Strongly Correlated Electron Systems 2013
Place of Presentation
The University of Tokyo, Japan
Year and Date
20130805-20130809
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[Presentation] Symphonic Use of Quantum Beamsin the ElementsStrategy Project2013
Author(s)
Youichi Murakami, KenjiM. Kojima, Jun-ichi Yamaura, Haruhiro Hiraka, Hiroshi Kumigashira, Hitoshi Abe, Ryosuke Kadono, Soshi Iimura, Satoru Matsuishi, Hideo Hosono
Organizer
The 7th International Conference on the Science and Technology for Advance Ceramics (STAC-7)
Place of Presentation
Mielparque Yokohama
Year and Date
20130619-20130621
Invited
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