J-PARCを活用した三次元中性子スピン偏極度解析による複合励起の解明

2021 Fiscal Year Comments on the Screening Results

• Project/Area Number: 21H04448
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Medium-sized Section 14:Plasma science and related fields
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 藤田 全基 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (20303894)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 猪野 隆 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, 講師 (10301722) ; 奥 隆之 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 J－PARCセンター, リーダー (10301748) ; 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) ; 河村 聖子 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 J－PARCセンター, 研究副主幹 (70360518) ; 大河原 学 東北大学, 金属材料研究所, 技術一般職員 (10750713)
• Project Period (FY): 2021-04-05 – 2022-03-31

Summary of the Research Project

J-PARCの先端分光器にスピン交換光ポンピング法による高エネルギー中性子偏極デバイスを実装し、多重外場環境（温度・磁場・圧力・電場）と共存させることで新しい測定手法「共鳴スピン分解法」を実現する。この手法を高温超伝導体とスピン流・熱電変換物質に適応し、電荷・格子・軌道の自由度が結合したスピンダイナミクスの全貌を明らかにする。これにより物性発現の要となる複合スピン状態を解明する。

Scientific Significance and Expected Research Achievements

偏極中性子散乱法における新しい測定手法の開発研究であり、スピン・電荷・格子毎の外場応答を分離測定することで、電子状態を理解することが可能となり、高温超伝導体やスピン流・熱電変換物質の機能発現に直結する微視的状態を解明できる。これにより中性スピン偏極物性科学の礎を築くことが期待される。