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2022 Fiscal Year Annual Research Report

Investigation on quasiparticles in quantum materials by next-generation neutron spectrometer

Research Project

Project/Area Number 21H04441
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

益田 隆嗣  東京大学, 物性研究所, 准教授 (90313014)

Project Period (FY) 2021-04-05 – 2026-03-31
Keywords中性子散乱 / 準粒子 / 中性子分光器
Outline of Annual Research Achievements

物性物理学の大きな目標の一つは、物質のありのままの姿を原子レベルのミクロな眼で見ることである。静的な構造については、電子顕微鏡やコヒーレントX線回折の進歩により、ナノスケールの実空間観測が現実のものとなってきた一方で、動的な構造についてはまだ課題が多い。そこで本研究課題では、先進的な中性子分光器を製作し、量子物質の準粒子構造を広い波数空間において探査することにより、物質の動的構造の実空間観測に近づくことを目的としている。昨年度の計画は、研究用原子炉JRR-3のC1-1ビーム孔に設置されたInverse Rowland Image Spectrometer (IRIS)型分光器HODACAのコミッショニングを行い、性能確認を行うことであった。これにあたり、まず測定制御ソフトの開発を行った。従来型分光器ソフトを拡張することにより、円滑な測定を可能とするソフトが完成した。次に標準試料を用いた性能試験を行い、完成したHODACA分光器がおおむね設計どおりの性能を示すことを確認した。さらにフラストレート磁性体CsFeCl3の磁気励起のテスト測定を行ったところ、先行研究を再現するデータが測定された。これにより、当該分光器が期待通り非常に高い測定効率を持つことが確認された。解析ソフトは、CsFeCl3のテスト測定と並行して暫定版が開発された。世界で最初のIRIS型分光器HODACAが建設されほぼ予定通りの性能を発揮したことは高く評価されるべきであり、今後、HODACAを用いて多くの物質の測定が行われ、磁性・強相関電子系分野の進歩に貢献することが期待される。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

研究用原子炉JRR-3のC1-1ビーム孔に設置されたHODACA分光器のコミッショニングが計画通りに行われ、想定された性能の確認がなされたため。

Strategy for Future Research Activity

中性子光路に中性子吸収体を設置することにより、バックグラウンドを低減し、高いS/N比を実現する。解析ソフトの改良を行い、ユーザーフレンドリーなものとする。その上で、フラストレート磁性体の準粒子観測を行い、磁性・強相関電子系分野の進歩に貢献する。

Remarks

研究業績を含め、研究室紹介がなされているウェブページである。

  • Research Products

    (33 results)

All 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (28 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Invited: 7 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] ブルックヘブン国立研究所/オークリッジ国立研究所(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      ブルックヘブン国立研究所/オークリッジ国立研究所
  • [Journal Article] Spin excitation in the coupled honeycomb lattice compound Ni2InSbO62023

    • Author(s)
      Zheyuan Liu, Yusuke Araki, Taka-hisa Arima, Shinichi Itoh, Shinichiro Asai, and Takatsugu Masuda,
    • Journal Title

      Phys. Rev. B

      Volume: 107 Pages: 064428-1 -8

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.107.064428

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Inelastic Neutron Scattering in Weakly Coupled Triangular Spin Tubes CsCrF42023

    • Author(s)
      Hodaka Kikuchi, Shinichiro Asai, Hirotaka Manaka, Masato Hagihala, Shnichi Itoh, and Takatsugu Masuda
    • Journal Title

      Phys. Rev. B

      Volume: 107 Pages: 184405-1-8

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.107.184405

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Damped Dirac magnon in the metallic kagome antiferromagnet FeSn2022

    • Author(s)
      Seung-Hwan Do, Koji Kaneko, Ryoichi Kajimoto, Kazuya Kamazawa, Matthew B. Stone, Jiao Y. Y. Lin, Shinichi Itoh, Takatsugu Masuda, German D. Samolyuk, Elbio Dagotto, William R. Meier, Brian C. Sales, Hu Miao, and Andrew D. Christianson
    • Journal Title

      Phys. Rev. B

      Volume: 105 Pages: L180403 -1 -8

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.105.L180403

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 中性子非弾性散乱2023

    • Author(s)
      益田隆嗣
    • Organizer
      磁性材料研究会
    • Invited
  • [Presentation] 高効率三軸分光器HODACA の現状2023

    • Author(s)
      菊地帆高、浅井晋一郎、浅見俊夫、Igor Z aliznyak, Leland Harriger、中島 多朗、佐藤卓、益田隆嗣
    • Organizer
      2022 年度春季物理学会
  • [Presentation] 励起子絶縁体候補物質Pr0.5 Ca0.5 CoO3 の中性子非弾性散乱研究2023

    • Author(s)
      三宅岳志, 浅井晋一郎, 伊藤晋一, 益田隆嗣
    • Organizer
      2022 年度春季物理学会
  • [Presentation] 励起子絶縁体候補物質Pr0.5 Ca0.5 CoO3 の中性子非弾性散乱研究2023

    • Author(s)
      三宅岳志, 浅井晋一郎, 伊藤晋一, 益田隆嗣
    • Organizer
      量子ビームサイエンスフェスタFY2022
  • [Presentation] スキルミオンホスト化合物GaV4Se8 の中性子非弾性散乱研究2023

    • Author(s)
      Zheyuan Liu, 井出竜鳳, 有馬孝尚, 伊藤晋一, 益田隆嗣
    • Organizer
      量子ビームサイエンスフェスタFY2022
  • [Presentation] C1-1装置講演「冷中性子三軸分光器HERの現状」2022

    • Author(s)
      益田隆嗣
    • Organizer
      物性研短期研究会 中性子散乱研究会 - 海外実験支援プログラムの成果報告と再稼働したJRR-3の現在地 -
    • Invited
  • [Presentation] Inelastic Neutron Scattering on Triangular Antiferromagnet RbFeCl3 under Magnetic Field2022

    • Author(s)
      S. Hasegawa, S. Asai, M. Matsumoto, T. Hong, B. Winn, T. Masuda
    • Organizer
      Trends in Quantum Magnetism
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Inelastic Neutron Scattering Spectrometers in JRR-32022

    • Author(s)
      Takatsugu Masuda
    • Organizer
      QENS/WINS 2022
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Magnon avoiding decay in two-magnon continuum in triangular quantum antiferromagnet RbFeCl32022

    • Author(s)
      Takatsugu Masuda
    • Organizer
      International workshop on Microscopic Properties of Quantum Materials
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 三角格子反強磁性体RbFeCl_3_のマグノン崩壊とその回避現象2022

    • Author(s)
      益田隆嗣
    • Organizer
      日本物理学会2022 年秋季大会
  • [Presentation] Inelastic Neutron Scattering Spectrometers in JRR-32022

    • Author(s)
      Takatsugu Masuda
    • Organizer
      Neutron Scattering on continuous sources - future developments. US- Japan workshop
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 中性子で観る磁性体の世界2022

    • Author(s)
      益田隆嗣
    • Organizer
      艦船磁気・水中電界研究会令和4 年度秋季講演
    • Invited
  • [Presentation] 量子磁性体におけるマグノン寿命の磁場制御2022

    • Author(s)
      益田隆嗣
    • Organizer
      HRC 研究会
  • [Presentation] 凸凹ハニカム格子反強磁性体Ba2NiTeO6 のストライプ磁気秩序2022

    • Author(s)
      浅井晋一郎
    • Organizer
      物性研短期研究会 中性子散乱研究会 - 海外実験支援プログラムの成果報告と 再稼働したJRR-3 の現在地 -
  • [Presentation] 新規キタエフ模型候補物質CaCo2TeO6 の中性子回折2022

    • Author(s)
      浅井晋一郎、原口裕哉、香取浩子、池田陽一、益田隆嗣
    • Organizer
      日本物理学会2022 年秋季大会
  • [Presentation] 新規キタエフ模型候補物質CaCo2TeO6 の磁気構造2022

    • Author(s)
      浅井晋一郎、原口裕哉、香取浩子、池田陽一、益田隆嗣
    • Organizer
      第22 回日本中性子学会年会
  • [Presentation] 冷中性子三軸分光器HER の現状と展望2022

    • Author(s)
      浅井晋一郎、菊地帆高、益田隆嗣
    • Organizer
      第22 回日本中性子学会年会
  • [Presentation] Neutron Scattering Study on van der Waals ferromagnet Fe5-xGeTe22022

    • Author(s)
      浅井晋一郎、藤原美幸、山神光平、黒田健太、近藤猛、岡田佳憲、伊藤晋一、 Matthias Frontzek、益田隆嗣
    • Organizer
      ICNS2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Inelastic Neutron Scattering in Kagome-Triangular Lattice CsCrF42022

    • Author(s)
      菊地帆高、真中浩貴、浅井晋一郎、萩原雅人、伊藤晋一、益田隆嗣
    • Organizer
      ICNS2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Inelastic Neutron Scattering in Kagome-Triangular Lattice CsCrF42022

    • Author(s)
      菊地帆高、真中浩貴、浅井晋一郎、萩原雅人、伊藤晋一、益田隆嗣
    • Organizer
      Neutron Scattering on continuous sources - future developments. US- Japan workshop
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 高効率三軸分光器IRIS の現状2022

    • Author(s)
      菊地帆高、浅井晋一郎、Igor Z aliznyak, Leland Harriger、中島多朗、佐藤 卓、益田隆嗣
    • Organizer
      第22 回日本中性子科学年会
  • [Presentation] 励起子絶縁体候補物質Pr0.5 Ca0.5 CoO3 の中性子非弾性散乱研究2022

    • Author(s)
      三宅 岳志,益田 隆嗣
    • Organizer
      第22 回日本中性子科学年会
  • [Presentation] スキルミオンホスト化合物GaV4Se8 の中性子非弾性散乱研究2022

    • Author(s)
      Zheyuan Liu, 井出竜鳳, 有馬孝尚, 益田隆嗣
    • Organizer
      日本物理学会2022 年秋季大会
  • [Presentation] ヘリ磁性体Ni2InSbO6 の中性子非弾性散乱研究2022

    • Author(s)
      Zheyuan Liu, 荒木勇介, 有馬孝尚, 伊藤晋一, 益田隆嗣
    • Organizer
      第22 回日本中性子科学会年会
  • [Presentation] スキルミオンホスト化合物GaV4Se8 の中性子非弾性散乱研究2022

    • Author(s)
      Zheyuan Liu, 井出竜鳳, 有馬孝尚, 益田隆嗣
    • Organizer
      第22 回日本中性子科学会年会
  • [Presentation] ヘリ磁性体Ni2InSbO6 の中性子非弾性散乱研究2022

    • Author(s)
      Zheyuan Liu, 荒木勇介, 有馬孝尚, 伊藤晋一, 益田隆嗣
    • Organizer
      TSQS2022
  • [Presentation] スピンダイマー形成化合物Ce5Si3 の中性子実験による磁気励起の研究2022

    • Author(s)
      植田大地, 岩田由規, 小林理気, 桑原慶太郎, 益田隆嗣, 伊藤晋一
    • Organizer
      日本物理学会2022 年秋季大会
  • [Presentation] 擬一次元反強磁性体BaCu2Si2O7 における反強磁性ドメインの観測2022

    • Author(s)
      諸見里真人, 木村健太, 益田隆嗣, 三宅岳志, 木村剛
    • Organizer
      日本物理学会2022 年秋季大会
  • [Remarks] 益田研究室

    • URL

      https://masuda.issp.u-tokyo.ac.jp/

URL: 

Published: 2023-12-25  

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