2013 Fiscal Year Annual Research Report
中性子散乱分光による超伝導ー反強磁性相図と擬ギャップ状態の研究
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22244039
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
山田 和芳 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, 所長 (70133923)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤田 全基 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (20303894)
大山 研司 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (60241569)
渡辺 孝夫 弘前大学, 理工学研究科, 教授 (40431431)
富安 啓輔 東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (20350481)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 中性子散乱 / 高温超伝導 / 反強磁性 / 擬ギャップ |
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| Research Abstract |
（１）本研究で目標とした高性能中性子偏極モノクロメータの純国産化に成功した。研究用原子炉の停止により、偏極子用のCu2MnAl単結晶の結晶性を調べる中性子ビームが国内で利用できない状況が続いているが、韓国のHANAROや、アメリカのオークリッジ研究所との連携により、東北大学金研で育成した単結晶の結晶性が偏極モノクロメータとして上質（世界を独占しているILLの単結晶と同程度かそれを上回る）であることがわかった。この大型単結晶をモノクロメータ用の小片に切断、熱処理により結晶の秩序度を制御することで、中性子偏極モノクロメータとして利用可能な反射率が得られ、最終的に1台の中性子偏極モノクロメータを組み上げ、今後の量産化への道筋を示した。
（２）Fe系超伝導体や、CrやMn3Siのような典型的金属反強磁性体の特徴的な磁気励起（急峻な分散関係を持ち、反強磁性絶縁体にみられるスピン波のような古典的描像では理解できない）が、銅酸化物の電子ドープ型超伝導体にも存在することが、パルス中性子とＸ線非弾性散乱の相補利用研究で明らかになった。本研究ではこれらの分散関係を、スピン波の伝搬という古典的描像ではなく、互いに相関する“スピン領域”が、励起のエネルギーによって変化するというモデルで、定性的ではあるが、統一的に説明し、今後の新たな展開の道筋を示した。
（３）銅酸化物超伝導として、ホールドープ型と電子ドープ型は同じメカニズムで超伝導が発現するのかという根本問題の解決に重要なデータが得られた。電子ドープ型は還元熱処理によって超伝導が現れるが、熱処理前の反強磁性状態の磁気励起を中性子散乱で調べた結果、銅スピンの空間的広がりが熱処理前後で大きく変化し、超伝導が発現する前の反強磁性状態がホールドープ型とは異なり、両者の超伝導を発現させる磁気的な枠組み（発現機構）が異なる可能性を示した。
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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] Basic Concepts of Polarisation Analysis of 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.
Volume: 82
Pages: SA036(1)-(6)
DOI
Peer Reviewed
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