2015 Fiscal Year Research-status Report
4f電子系カイラル磁性における反対称スピン軌道相互作用と特異な電流磁気効果の研究
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26400333
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
大原 繁男 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60262953)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | キラル磁性体 / 希土類金属間化合物 / スピン軌道相互作用 / DM相互作用 / 電流磁気効果 / dHvA効果 / 中性子散乱 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
スピン軌道相互作用の定量化を目的に、キラル物質YbNi3Al9およびErNi3Ga9の磁化の量子振動観測を行った。信号を得るに至り、フェルミ面の分裂を確認したが、信号強度が十分ではなく、結晶の質と測定環境の改善が必要とわかった。そのため結晶育成条件を最適化するとともに、結晶構造への考察を進め、キラル物質RNi3X9（R=希土類元素、X=Al, Ga）の構造について理解を深めた。また、各種測定が可能な数mmの大きさの結晶の質の判断を中性子散乱により行うことができるようになった。量子振動の測定環境については新潟大学および東北大学との共同研究の体制を整えた。
磁気構造と磁気抵抗の相関の解明を目指し、YbNi3Al9およびそのCu置換試料、磁化プラトーを示すDyNi3Ga9、イジング磁性のErNi3Ga9の磁場中における中性子散乱による磁気構造測定を行った。現在、磁気構造解析と各磁気相の構造と磁気抵抗を対比した解釈を進めている。
電流磁気効果測定のためのFIB加工については、昨年度観測された想定外な超伝導は加工のために用いるWCによるものとのわかり、加工環境の改善をおこなった。
YbNi3Al9のCo置換試料および、参照物質としてRNi3X9に類似した構造をもつアキラル物質R2Pt6Ga15（R=希土類元素）の育成に成功し、比熱、磁化、電気抵抗、磁気抵抗効果の測定を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初予定の内、各種単結晶試料の合成、比熱、磁化、電気抵抗、磁気抵抗効果については順調に進捗した。さらに、中性子散乱実験および参照物質の合成とその物性測定が進んでいる。しかし、試料の質が当初の想定よりも良くなかったため、逆スピンホール効果およびスピン軌道相互作用の定量的な測定について予定よりも遅れている。この点はこの研究課題の中心であることから、進捗状況としてやや遅れているとした。一方で、研究上の問題点を契機に、結晶構造とその質の理解、測定環境の整備などが進展した。
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| Strategy for Future Research Activity |
スピン軌道相互作用の定量化については、磁化の量子振動現象を用いるが、保有している装置よりもさらに低温、強磁場の環境が必要であることがわかったため、新潟大学および東北大学の保有する装置の利用を検討し、共同研究あるいは、共同利用によって推進することとし、その体制を整えた。
FIB加工については、加工環境の改善として、グラスゴー大学の所有する装置を用いた加工を大阪府立大学の戸川准教授の協力により進めている。
物質合成については、一連のR0.67TnM2n+m（R:希土類元素、T:遷移金属、M:Al、Ga）結晶がキラル磁性の研究に非常に適していることから、さらに多くの種類の物質について合成を進める。
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| Causes of Carryover |
研究計画よりもやや進捗状況が遅れているため、電流磁気効果測定のための電源購入を見送ったために次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
研究の進捗に合わせて電源購入を行う。別予算で電源購入ができた場合には、適切に機器使用量、旅費、あるいは結晶育成費用等に充当する。
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