2013 Fiscal Year Annual Research Report
超強磁場中性子・ＸＭＣＤによる量子磁気偏極相の解明
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23224009
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
野尻 浩之 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (80189399)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中島 健次 独立行政法人日本原子力研究開発機構, J-PARCセンター, 研究主幹 (10272535)
鳴海 康雄 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (50360615)
大山 研司 東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 准教授 (60241569)
中村 哲也 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 利用研究促進部門, 主幹研究員 (70311355)
桑原 慶太郎 茨城大学, 理工学研究科, 准教授 (90315747)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 磁性 / 強磁場 / 中性子回折 / X線分光 / 量子相転移 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
H25年度は、URu2Si2の強磁場相の実験結果を受けて、Rh4 %系のII相に関して磁気構造の決定に成功し論文として報告した。２次元直交ダイマー物質SrCu2(BO3)2および梯子格子系BiCu2PO6等の磁場誘起相の中性子回折をJ-PARCの事故のため海外の施設も用いて推進した。超低温実験については遅延を余儀なくされたが、繰越制度を利用してH26年度に進捗させた。この中で、超低温での実験を行うために新技術として、コンポジットアルミクライオスタットの開発に成功し、パルス磁場中での3He利用のための複雑なクライオスタットの実現に目処を付けた。また、40Tを発生出来る移動型のパルス磁場装置の開発にも成功した。中性子回折ではこの他マルチフェロ物質TbMnO3の強磁場相について40Tまで強磁場中磁気構造の決定に成功した。さらに、LiNiPO4において、複数の磁場誘起リエントラント強誘電相の強磁場中性子回折実験に成功した。これらは、スピンの小さな系の中性子回折を実現であり、強磁場中性子回折の高精度化の成果である。
磁場誘起価数転移を示すEu化合物EuNi2(Si0.18Ge0.82)2では、硬X線XMCDによる価数とバルク磁化に互いに矛盾があったが、より直接的な軟X線を用いて高精度の実験を40Tまで行い、研究協力者の小谷らの理論による統一的な理解を得た。マルチフェロ物質について、XMCD実験を実施し、電荷とスピンの結合や軌道磁気モーメントの混成について、定量的な評価に成功した。この他に、パルス磁場の短時間測定と強磁場による大きな磁化という特徴を生かしてスピンクロスオーバー系への応用実験を行い、その有用性を実証した。XCMDの技術面では、40Tパルス磁場の長時間化と両極性化に成功し、一層の精度向上を達成した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
H25年度は、H25年度7月のJ-PARC事故により、10ヶ月間J-PARCが運転停止になったが、U系の実験についてはILLで、他の実験についてはSNS等で実施し補う事が出来た。J-PARCでしか出来ない低温実験については、繰越制度を利用する事で、研究の一部をH26年度に実施することで対応出来た。またX線実験については、特に支障なく、実験と取り纏めが順調に進められた。このように、事故に関わらず目標を概ね達成出来たと判断している。
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| Strategy for Future Research Activity |
中性子回折実験においては、(1)URu2Si2系の磁場誘起秩序状態における未解明相の磁気構造の決定、(2)直交ダイマー系SrCu2(BO3)2の磁化プラトーの磁気構造の決定、(3)低次元量子物質系の中性子回折等を引き続き行うが、このために、十分なマシンタイムを既に申請し、確保するなど推進策を取っている。一方X線実験についても、装置の整備と試料の準備の両面で、十分な準備を行っており、今後の研究の推進に支障はない。
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[Journal Article] Magnetic Structure of Phase II in U(Ru0.96Rh0.04)2Si2 Determined by Neutron Diffraction under Pulsed High Magnetic Fields2013
Author(s)
K. Kuwahara, S. Yoshii, H. Nojiri, D. Aoki, W. Knafo, F. Duc, X. Fabreges, G.W. Scheerer, P. Frings, G. L. J. A. Rikken, F. Bourdarot, L. P. Regnault and J. Flouquet
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Journal Title
Phys. Rev. Lett.
Volume: 110
Pages: 216406-1-5
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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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 and S. Choi
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Journal Title
Phys. Soc. Jpn.
Volume: 82
Pages: SA036-1-6
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Newly Proposed Inelastic Neutron Spectrometer POLANO2013
Author(s)
T. Yokoo, K. Ohoyama , 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 ,M. Takeda, K. Kaneko, M. Hino and S. Muto
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Journal Title
J. Phys. Soc. Jpn.
Volume: 82
Pages: SA035-1-5
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] マルチフェロイック物質TbMnO3の40T軟X線分光測定2014
Author(s)
鳴海康雄, 安村光正, 野尻浩之, 中村哲也, 小谷佳範, 辻成希, 木下豊彦, 井山彩人, 木村剛, 吉川明子, 北澤英明
Organizer
日本物理学会第69回年次大会
Place of Presentation
東海大学 (神奈川県平塚市)
Year and Date
2014-03-27 – 2014-03-30
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[Presentation] 軟X線磁気円二色性によるTbMnO3の元素選択強磁場磁化測定2013
Author(s)
鳴海康雄, 齋藤康太, 野尻浩之, 中村哲也, 小谷佳範, 辻成希, 木下豊彦, 井山彩人, 木村剛, 吉川明子, 北澤英明
Organizer
日本物理学会2013年秋季大会
Place of Presentation
徳島大学 (徳島県徳島市)
Year and Date
2013-09-25 – 2013-09-28
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[Presentation] Synchrotron X-ray Studies of Grain Boundary Phase in Nd-Fe-B Sintered Permanent Magnets towards High Coercive Force Performance2013
Author(s)
Tetsuya Nakamura, Motohiro Suzuki, Tomoki Fukagawa, Sepehri Hossein, Takeshi Nishiuchi, Tomohito Maki, Yasuo Narumi, Hiroyuki Nojiri, Kazuhiro Hono, Toyohiko Kinoshita, Satoshi Hirosawa
Organizer
8th Pacific Rim International Congress on Advanced Materials and Processing (PRICM-8)
Place of Presentation
Hawaii (USA)
Year and Date
2013-08-04 – 2013-08-09
Invited
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