質量勾配をもつ非一様系での偏在的原子振動モードであるグレードンの検証

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24654080
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 岩佐 和晃 東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (00275009)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: フォノン / 質量勾配物質 / 中性子散乱 / X線回折

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、質量密度の勾配を持つ物質中に偏在する新しい格子振動状態として理論的に提唱された「グレードン」（J. J. Xiao, K. Yakubo and K. W. Yu: PRB 73 (2006) 054201, 224201）の中性子散乱による実験的検証に挑戦することを目的とした。Si-Ge 混晶系、浮遊帯域法合成によって元素置換した遷移金属酸化物、高電圧により原子拡散が起きるイオン伝導物質などが一方向に質量勾配が存在する物質と考えられる。反転対称性の破れにより格子振動の進行波異方性や偏在が期待でき、物質内部まで到達してフォノン励起を観測できる中性子散乱によってグレードンを検証したい。さらに勾配磁気系におけるスピンダイナミクスでのグレードンの検証に発展させる。
Siを濃度傾斜させてドープしたGe単結晶を用いた試験研究を発展させようとしたが、日本原子力研究開発機構の研究炉が再稼働せず、研究代表者のグループが管理・運営する中性子散乱装置で計画した実験が遂行できなかった。そこで、構造相転移を示すカゴ状物質RB6 (R = 希土類元素)における非調和フォノンモード異常の普遍性を検証するため、GdB6, DyB6に加えてTbB6の放射光X線非弾性散乱実験の成果をとりまとめた。また詳細なX線回折実験を進め、これらの物質の低温相構造が転移温度以上でも短距離相関長をもって存在し、核形成状態をとることを見出した。またPrRu4P12におけるf電子多極子秩序と結晶構造転移を伴う金属－非金属転移に対するNdイオン置換を研究した。X線回折実験による構造相転移の観測結果から、異種元素置換によってもたらされるPrイオンサイトの希釈効果によって低温相が不安定になるとの予測に反して、相転移が抑制されないことを見出した。

Research Products

• [Journal Article] Polarized neutron spectrometer for inelastic experiments at J-PARC - Status of POLANO Project (2015)
  • Author(s): Tetsuya Yokoo, Kenji Ohoyama, Shinichi Itoh, Kazuaki Iwasa, Naokatsu Kaneko, Junichi Suzuki, Manabu Ohkawara, Kazuya Aizawa, Seiji Tasaki, Takashi Ino, Kaoru Taketani, Shigeru Ishimoto, Masayasu Takeda, Takayuki Oku, Hiroshi Kira, Kouichi Hayashi, Hiroyuki Kimura, and Taku J. Sato
  • Journal Title: EPJ Web of Conferences Volume: 83 Pages: 03018-1-5
  • DOI: 10.1051/epjconf/20158303018
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Construction of Polarized Inelastic Neutron Spectrometer in J-PARC (2014)
  • Author(s): T. Yokoo, K. Ohoyama, S. Itoh, J. Suzuki, M. Nanbu, N. Kaneko, K. Iwasa, T. J. Sato, H. Kimura and M. Ohkawara
  • Journal Title: J. Phys.: Conf. Series Volume: 502 Pages: 012046-1-5
  • DOI: 10.1088/1742-6596/502/1/012046
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Concepts of Neutron Polarisation Analysis Devices for a New Neutron Chopper Spectrometer, POLANO, in J-PARC (2014)
  • Author(s): K. Ohoyama, T. Yokoo, S. Itoh, T. Ino, M. Ohkawara, T. Oku, S. Tasaki, K. Iwasa, T. J. Sato, S. Ishimoto, K. Taketani, H. Kira, Y. Sakaguch, M. Nanbu, H. Hiraka, H. M. Shimizu, M. Takeda, M. Hino, K. Hayashi, M. Kenzelmann, U. Fliges, P. Hautle
  • Journal Title: J. Phys.: Conf. Series Volume: 502 Pages: 012051-1-4
  • DOI: 10.1088/1742-6596/502/1/012051
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Universality of Anharmonic Motion of Heavy-Rare-Earth Atoms in Hexaborides (2014)
  • Author(s): Kazuaki Iwasa, Fumitoshi Iga, Ari Yonemoto, Yuka Otomo, Satoshi Tsutsui, and Alfred Q. R. Baron
  • Journal Title: J. Phys. Soc. Jpn. Volume: 83 Pages: 094604-1-6
  • DOI: 10.1051/epjconf/20158303018
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Structural Modulation of the Cage Lattice System DyB6 (2014)
  • Author(s): Kazuaki Iwasa, Mitsuhide Amano, Hironori Nakao, Youichi Murakami
  • Journal Title: JPS Conf. Proc. Volume: 3 Pages: 016026-1-6
  • DOI: 10.7566/JPSCP.3.016025
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Effects of Co Substitution on the Magnetic Excitation in Heavy Fermion Compound PrFe4P12 (2014)
  • Author(s): Lijie Hao, Kazuaki Iwasa, Hiroki Kobayashi, Kenji Nakajima, Seiko Ohira-Kawamura, Tatsuya Kikuchi, Dongfeng Chen, Yuntao Liu, Zhongxiao Liu, Shiliang Li, Ding Hu
  • Journal Title: JPS Conf. Proc. Volume: 3 Pages: 011088-1-6
  • DOI: 10.7566/JPSCP.3.011088
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Neutron scattering study on f-electron states in PrCu4Au (2014)
  • Author(s): Kazuaki Iwasa, Hiroki Kobayashi, Kotaro Saito, Keisuke Tomiyasu, Shuai Zhang, Yosikazu Isikawa, Jean-Michel Mignot, Gilles Andre, Daichi Kawana, Alexander I. Kolesnikov, Andrei T. Savici, Garrett E. Granroth
  • Journal Title: JPS Conf. Proc. Volume: 3 Pages: 011075-1-6
  • DOI: 10.7566/JPSCP.3.011075
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Spin-Orbit Fluctuations in Frustrated Heavy-Fermion Metal LiV2O4 (2014)
  • Author(s): K. Tomiyasu, K. Iwasa, H. Ueda, S. Niitaka, H. Takagi, S. Ohira-Kawamura, T. Kikuchi, Y. Inamura, K. Nakajima, and K. Yamada
  • Journal Title: Phys. Rev. Lett. Volume: 113 Pages: 236402-1-5
  • DOI: 10.1103/PhysRevLett.113.236402
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Nucleation of metastable superlattice in soft anharmonic phonon systems RB6 (R = Gd and Tb) (2015)
  • Author(s): K. Iwasa and F. Iga
  • Organizer: The 15th International Conference on Phonon Scattering in Condensed Matter, Phonons 2015
  • Place of Presentation: University of Nottingham, UK
  • Year and Date: 2015-07-12 – 2015-07-17
• [Presentation] PrRu4P12のf電子多極子秩序へのNdイオン置換効果 (2015)
  • Author(s): 岩佐和晃, 米本在, 高木滋, 伊藤晋一, 横尾哲也, 井深壮史, 関根ちひろ, 菅原仁
  • Organizer: 日本物理学会第70回年次大会
  • Place of Presentation: 早稲田大学早稲田キャンパス（東京都）
  • Year and Date: 2015-03-21 – 2015-03-24
• [Presentation] Te+6置換による電子ドープLaCoO3系におけるスピン状態ブロッケード (2015)
  • Author(s): 富安啓輔, 小山俊一, 綿引正倫, 佐藤美嘉, 西原和貴, 小野寺貢, 岩佐和晃, 野島勉 山崎裕一, 中尾裕則, 村上洋一
  • Organizer: 日本物理学会第70回年次大会
  • Place of Presentation: 早稲田大学早稲田キャンパス（東京都）
  • Year and Date: 2015-03-21 – 2015-03-24
• [Presentation] Spin-state blockade in Te6+-substituted electron-doped LaCoO3 (2015)
  • Author(s): Keisuke Tomiyasu, Shun-Ichi Koyama, Masanori Watahiki, Mika Sato, Kazuki Nishihara, Mitsugi Onodera, Kazuaki Iwasa, Tsutomu Nojima, Yuuichi Yamasaki, Hironori Nakao, Youichi Murakami
  • Organizer: APS March Meeting 2015
  • Place of Presentation: Henry B. Gonzalez Convention Center, San Antonio, Texas, USA
  • Year and Date: 2015-03-02 – 2015-03-06
• [Presentation] f電子四極子系 PrT2Zn20 における磁気励起の極低温測定 (2014)
  • Author(s): 岩佐和晃、大友優香、河村聖子、中島健次、鬼丸孝博、松本圭介、脇舎和平、高畠敏郎
  • Organizer: 日本中性子科学会第14回年会
  • Place of Presentation: 北海道立道民活動センター「かでる2・7」（札幌市）
  • Year and Date: 2014-12-11 – 2014-12-12
• [Presentation] 偏極中性子散乱装置POLANOでの磁場環境評価 (2014)
  • Author(s): 大山研司、南部光江、横尾哲也、大河原学、猪野隆、伊藤晋一、岩佐和晃、奥隆之、吉良弘
  • Organizer: 日本中性子科学会第14回年会
  • Place of Presentation: 北海道立道民活動センター「かでる2・7」（札幌市）
  • Year and Date: 2014-12-11 – 2014-12-12
• [Presentation] SEOP法 3He 偏極スピンフィルター用ソレノイドコイルの設計 (2014)
  • Author(s): 大河原学、猪野隆、大山研司、横尾哲也、伊藤晋一、岩佐和晃、吉良弘、奥隆之、藤田全基
  • Organizer: 日本中性子科学会第14回年会
  • Place of Presentation: 北海道立道民活動センター「かでる2・7」（札幌市）
  • Year and Date: 2014-12-11 – 2014-12-12
• [Presentation] 偏極中性子散乱装置 POLANO の建設状況 II (2014)
  • Author(s): 横尾哲也、伊藤晋一、金子直勝、大山研司、岩佐和晃、大河原学、菅井征二
  • Organizer: 日本中性子科学会第14回年会
  • Place of Presentation: 北海道立道民活動センター「かでる2・7」（札幌市）
  • Year and Date: 2014-12-11 – 2014-12-12
• [Presentation] PrRu4P12の金属-非金属転移に対する元素置換効果の中性子・X線散乱による研究 (2014)
  • Author(s): 岩佐和晃, 斉藤耕太郎, 佐藤貴宏, 米本在, , Lijie Hao, Claire Laulhe J.-M. Mignot, 中尾裕則, 村上洋一, 伊藤晋一, 横尾哲也, 川名大地
  • Organizer: 東京大学物性研究所短期研究会「スクッテルダイト化合物及び関連物質を舞台とした強相関電子系物理の新展開」
  • Place of Presentation: 東京大学物性研究所（柏キャンパス）（千葉県柏市）
  • Year and Date: 2014-10-10 – 2014-10-12
• [Presentation] Progress on POLANO Spectrometer for Polarized Neutron Experiment (2014)
  • Author(s): T. Yokoo, K. Ohoyama, S. Itoh, K. Iwasa, N. Kaneko, M. Ohkawara, S. Tasaki, T. Ino, K. Taketani, S. Ishimoto, K. Aizawa, J. Suzuki, M. Nanbu, M. Takeda, T. Oku, K. Hayashi, H. Kimura, T. J. Sato
  • Organizer: ICANS XXI: International Collaboration on Advanced Neutron Sources
  • Place of Presentation: Ibaraki Prefectural Culture Center, Mito, Japan
  • Year and Date: 2014-09-29 – 2014-10-03
• [Presentation] Recent Progress on New Polarized Neutron Spectrometer POLANO (2014)
  • Author(s): T. Yokoo, K. Ohoyama, S. Itoh, K. Iwasa, N. Kaneko, M. Okawara, S. Tasaki, T. Ino, K. Taketani, S. Ishimoto, K. Aizawa, J. Suzuki, M. Nanbu, M. Takeda, T. Oku, K. Hayashi, H. Kimura and T. J. Sato
  • Organizer: Polarised Neutrons for Condensed Matter Investigations 2014 (PNCMI 2014)
  • Place of Presentation: The Univrsity of Sydney, Sydney, Australia
  • Year and Date: 2014-09-15 – 2014-09-19
• [Presentation] Polarisation Analysis Neutron Spectrometer, POLANO, at J-PARC (2014)
  • Author(s): K. Ohoyama, T. Yokoo, S. Itoh, K. Iwasa, M. Ohkawara, N. Kaneko, J. Suzuki, M. Nanbu, H. Hayashida, T. Ino, T. Oku, H. Kira, S. Tasaki, M. Takeda, K. Hayashi, H. Kimurai and T. J. Sato
  • Organizer: Polarised Neutrons for Condensed Matter Investigations 2014 (PNCMI 2014)
  • Place of Presentation: The Univrsity of Sydney, Sydney, Australia
  • Year and Date: 2014-09-15 – 2014-09-19
• [Presentation] 単結晶R3Co4Sn13(R=Ce, La)のX線・中性子線による研究 (2014)
  • Author(s): 大友優香， 岩佐和晃， 富安啓輔， 河村聖子， 中島健次， 佐賀山遼子， 中尾裕則， 熊井玲児， 村上洋一
  • Organizer: 日本物理学会2014年秋季大会
  • Place of Presentation: 中部大学春日井キャンパス（春日井市）
  • Year and Date: 2014-09-07 – 2014-09-10
• [Presentation] 重い電子を示すフラストレーション系LiV2O4におけるスピン揺らぎ (2014)
  • Author(s): 富安啓輔, 岩佐和晃, 植田浩明, 新高誠司, 高木英典, 河村聖子, 菊池龍弥, 中島健次, 山田和芳
  • Organizer: 日本物理学会2014年秋季大会
  • Place of Presentation: 中部大学春日井キャンパス（春日井市）
  • Year and Date: 2014-09-07 – 2014-09-10
• [Presentation] PrT2Zn20 (T = Os, Ir)における磁気励起スペクトル (2014)
  • Author(s): 岩佐和晃, 大友優香 河村聖子, 中島健次, 鬼丸孝博, 松本圭介, 脇舎和平, 高畠敏郎
  • Organizer: 日本物理学会2014年秋季大会
  • Place of Presentation: 中部大学春日井キャンパス（春日井市）
  • Year and Date: 2014-09-07 – 2014-09-10
• [Presentation] Science from the initial operation of HRC (2014)
  • Author(s): S. Itoh, T. Yokoo, T. Masuda, H. Yoshizawa, M. Soda, Y. Ikeda, D. Kawana, T. J. Sato, Y. Nambu, K. Kuwahara, S. Yano, J. Akimitsu, Y. Kaneko, Y. Tokura, M. Fujita, M. Hase, K. Iwasa, H. Hiraka, T. Fukuda, K. Ikeuchi, K. Yoshida, T. Yamaguchi, K. Ono, Y. Endoh
  • Organizer: The 2nd International Symposium on Science at J-PARC (J-PARC 2014)
  • Place of Presentation: つくば国際会議場（つくば市）
  • Year and Date: 2014-07-12 – 2014-07-15
• [Presentation] Polarised Neutron Spectrometer POLANO in J-PARC (2014)
  • Author(s): K. Ohoyama, T. Yokoo, S. Itoh, K. Iwasa, M. Ohkawara, N. Kaneko, J. Suzuki, M. Nanbu, H. Hayashida, T. Ino, T. Oku, H. Kira, S. TasakiFukuda, K. Ikeuchi, K. Yoshida, T. Yamaguchi, K. Ono, Y. Endoh
  • Organizer: The 2nd International Symposium on Science at J-PARC (J-PARC 2014)
  • Place of Presentation: つくば国際会議場（つくば市）
  • Year and Date: 2014-07-12 – 2014-07-15
• [Presentation] リエントラント金属-非金属転移を示すPrRu4P12元素置換系の量子ビーム散乱研究 (2014)
  • Author(s): 岩佐和晃, 斉藤耕太郎, 佐藤貴宏, Lijie Hao, Claire Laulhe J.-M. Mignot 中尾裕則, 村上洋一, 伊藤晋一, 横尾哲也, 川名大地
  • Organizer: 首都大学東京研究環「特異な結晶構造に創出する新奇量子相の解明」第2回研究会
  • Place of Presentation: 首都大学東京南大沢キャンパス（八王子市）
  • Year and Date: 2014-06-26 – 2014-09-26
• [Presentation] Polarized neutron spectrometer for inelastic scattering experiments at J-PARC ~ Status of POLANO project ~ (2014)
  • Author(s): T. Yokoo, K. Ohoyama, S. Itoh, K. Iwasa, N. Kaneko, J. Suzuki, M. Ohkawara, K. Aizawa, S. Tasaki, T. Ino, K. Taketani, S. Ishimoto, M. Takeda, T. Oku, H. Kira, S. Satoh, K. Hayashi, H. Kimura and T. J. Sato
  • Organizer: International Conference on Quasielastic Neutron Scattering and Workshop on Inelastic Neutron Spectrometers (QENS2014/WINS2014)
  • Place of Presentation: L'Escandille, Autrans, France
  • Year and Date: 2014-05-11 – 2014-05-16
  • Invited
• [Remarks] 東北大学大学院 理学研究科 物理学専攻 物質構造物理研究室
  • URL: http://calaf.phys.tohoku.ac.jp/index-j.html